Wygaś swoją wewnętrzną formację gwiazd

Tytuł artykułu: Czy emitery świetlne Alpha Lyman przy z ~ 5,7 i z ~ 6,6 mogą tłumić powstawanie gwiazd?

Autorski: Daryl Goo de Santos, Tomotsugo Goto, Tetsuya Hashimoto, Seong Jin Kim, Ting Yi Lu, Yi Hang, Valerie Wong, Simon C. On, tygrys Y.-Y. Hsiao

Fundacja Pierwszego Autora: Instytut Astronomii, Narodowy Uniwersytet Tsing Hua, Tajwan i Instytut Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka, Niemcy

stan: Zaakceptowano w MNRAS [closed access]

Jak ewoluuje samotna wiejska galaktyka w porównaniu do galaktyki w zatłoczonym mieście pełnym świateł? Rola środowiska w powstawaniu i ewolucji galaktyk to złożony problem, który pozostaje niejasny. To, jak gęsto otoczone są galaktyki – przez inne galaktyki i promieniowanie – ma wpływ na to, jak tworzą się struktury i duże gromady galaktyk, a także na to, jak tworzenie się gwiazd jest stymulowane, a następnie zatrzymywane lub gaszone.

Galaktyki gwiazdotwórcze, które są najczęściej wykrywane przez linię emisyjną z Przejście alfa Lymana (n = 2 do n = 1) wodoru, źródła promieniowania o wysokiej energii i prawdopodobnie miejsca gromady galaktyk. Wpływ środowiska na rozwój tego Emitery alfa Lyman (LAE) Wciąż jest wystarczająco mętne, że wiele badań zawiera nieco sprzeczne wnioski na temat tego, co się dzieje. Czy mają tendencję do gromadzenia się? Czy jego obecność promuje czy zapobiega powstawaniu gwiazd? W dzisiejszym artykule autorzy odważą się odpowiedzieć na te pytania, pobierając statystyczną próbkę LAE we wczesnym okresie, około miliarda lat później. wielka eksplozja.

Dokładniej, ich badania koncentrują się wokół efektu zjonizowany Promieniowanie w zakresie długości fal ultrafioletowych na ewolucję i powstawanie gwiazd w galaktykach we wczesnym Wszechświecie. Chociaż fizyczne procesy tłumienia lub wygaszania trwającego procesu formowania się gwiazd nie są w pełni poznane, obecność silnego promieniowania ultrafioletowego jest jedną z potencjalnych metod wygaszania, ponieważ zapobiega zapadaniu się gazu w gwiazdy.

Jeśli go wydasz, musisz założyć na niego pierścionek

Cechą wyróżniającą LAE jest ich emisja jonizująca w zakresie długości fal ultrafioletowych. To promieniowanie może pochodzić z ciągłego formowania się gwiazd i/lub aktywnego centrum gigantyczna czarna dziura. Z wyróżniających się linii emisyjnych Lyman-alfa, LAE można wybierać według dowolnej precyzji Spektroskopia Obserwacje lub poprzez fotografię wąskopasmową, która wykorzystuje filtr do robienia zdjęcia, a jednocześnie zbiera światło tylko w określonym zakresie długości fali (innymi słowy wąskim paśmie widma elektromagnetycznego). Jeśli galaktyka jest zbyt jasna na obrazie wąskopasmowym i mamy już pewne przypuszczenia, że ​​źródłem detekcji jest linia emisyjna Lyman-alfa, możemy obliczyć przybliżenie przesunięcie ku czerwieni.

Ten artykuł wykorzystuje tę technikę do skanowania wąskiego pasma o dużej powierzchni Kamera Hyper Supreme Na Teleskop Subaru, co skutkuje dużą próbą kandydatów LAE o wartości z ~ 5,7 i z ~ 6,6. To specyficzne przesunięcie ku czerwieni pochodzi z przesunięcia ku czerwieni Lymana-alfa odpowiadającego długości fali zastosowanych filtrów wąskopasmowych. Po zbudowaniu próbki, z około 1000 LAE w każdym polu przesunięcia ku czerwieni, autorzy przeanalizowali liczbę słabych LAE wokół jasnych LAE (a tym samym tych z większym promieniowaniem jonizującym) w pierścieniach o rosnącym promieniu wokół środka LAE. Następnie umieścili te pierścienie w pewnych odległościach od jasnego centralnego LAE, aby zbadać ich środowiska w różnych skalach, od poziomu pojedynczej galaktyki po duże puste przestrzenie w kosmicznej sieci.

Dlaczego powinniśmy dbać o środowisko?

W przypadku próbki z ~ 5,7 autorzy stwierdzili, że intensywność słabych LAE wokół jasnych centralnych LAE zmniejszała się wraz ze wzrostem jasności wewnętrznej galaktyki centralnej (patrz ryc. 1). Ich wyjaśnienie: centralne fotony jonizujące (LAE) zapobiegają powstawaniu gwiazd w otaczających je galaktykach. Gdy proces formowania się gwiazd ustaje, otaczające galaktyki zwykle nie emitują Lyman alfa, więc mniej galaktyk w środowisku jest obserwowanych jako galaktyki LAE. Podczas gdy silniejsze promieniowanie w mniejszych pierścieniach wyjaśnia wyższą skuteczność tłumienia słabego LAE w jego pobliżu, autorzy ostrzegają, że w oparciu o ich szybkie obliczenia analityczne, to fizyczne wyjaśnienie nie jest wystarczające do wyjaśnienia widocznego tutaj tłumienia.

We wczesnych czasach (model z wyższym przesunięciem ku czerwieni z ~ 6,6) obraz jest nieco inny, a intensywność słabych LAE jest zwykle bardziej stała w jasności centralnych LAE. Autorzy zauważają, że słabe LAE mogą znajdować się poza bańką zjonizowanego gazu otaczającą centralny LAE. Ponieważ fotony Lyman-alfa są nieprzezroczyste w odniesieniu do neutralny wodór Gaz jest nadal powszechny we wczesnych czasach, a galaktyki poza bańką mogą nie być wykrywalne jako LAE. Jednak ten scenariusz jest nadal niewystarczający, aby wyjaśnić ich ustalenia.

Po pozostawieniu pytań o podstawy fizyki, autorzy przypominają nam, że środowiska LAE podlegają złożonym procesom, w tym sprzężeniu zwrotnemu z formowania się gwiazd i aktywności czarnej dziury, skalom czasowym aktywności, ruchom galaktycznym, zawartości metali i pyłu oraz nieprzezroczystości gazu obojętnego Lymana. fotony alfa. Ogólnie rzecz biorąc, ich wyniki potwierdzają scenariusz, w którym wokół jaśniejszych centralnych LAE jest mniej LAE, a powstawanie gwiazd jest tłumione nie tylko przez fotony Lyman-alfa. Przyszłe prace mają kluczowe znaczenie dla rozwikłania wszystkich złożonych efektów związanych ze środowiskowym tłumieniem formowania się gwiazd, ale ogólny obraz jest taki, że środowisko działało dla galaktyk we wczesnym Wszechświecie.

Edytowanie przez Astrobit przez Jesse Thwaites

Wyróżnione źródło obrazu: Oryginalny mem z serii Supa Hot Fire autorstwa YouTubera MrDeshawnRaw

O Olivii Cooper

Jestem studentem trzeciego roku na Uniwersytecie w Austin, badam ewolucję masywnych galaktyk w ciągu pierwszych dwóch miliardów lat. Podczas studiów licencjackich w Smith College studiowałem astrofizykę i komunikację w zakresie zmian klimatycznych. Oprócz uprawiania nauki z pięknymi zdjęciami odległych galaktyk, uwielbiam także jeździć w szczelne pustkowie, aby robić piękne zdjęcia naszej galaktyki!