Galaktyki spiralne, takie jak nasza, mogą zamienić się w rozmyte plamy, a teraz wiemy, jak to zrobić: ScienceAlert

Nie wszystkie galaktyki są zbudowane jednakowo.

tam niesamowite, Spirala musująca Z wdzięcznymi ramionami wijącymi się elegancko w przestrzeni. Istnieją małe plamki, które nie są jasne. tam Dziwne epizody Z pustymi centrami lub słabymi, rozproszonymi gromadami gwiazd, które w ogóle nie przypominają galaktyki.

To, w jaki sposób galaktyki uzyskują to, co robią, jest czymś w rodzaju tajemnicy. Ale nowe badania dostarczają pewnych odpowiedzi.

Korzystając z sieci neuronowej, zespół australijskich naukowców odkrył, jak dobrze uporządkowane galaktyki spiralne przekształcają się w rozmyte, soczewkowate, eliptyczne galaktyki bez struktury ramion.

W szczególności badania rzucają światło na dziwne, wcześniej niewyjaśnione zjawisko znane jako zależność morfologia-gęstość: pojedyncze galaktyki, które zwisają samodzielnie, takie jak Droga Mleczna, częściej są spiralami, podczas gdy galaktyki w gromadach są zwykle spiralne soczewkowate lub eliptyczne. .

„Odkryliśmy, że istnieje kilka różnych rzeczy, które dzieją się, gdy łączy się wiele galaktyk” mówi astronom Joel Pfeiffer Z węzła Międzynarodowego Centrum Badań Radioastronomicznych (ICRAR) Uniwersytetu Zachodniej Australii.

„Ramiona spiralne na galaktykach są bardzo kruche, a gdy przechodzisz do wyższych gęstości w gromadach galaktyk, galaktyki spiralne zaczynają tracić swój gaz. Ta utrata gazu powoduje, że ramiona spiralne „upuszczają”, zmieniając je w soczewkowaty kształt. Inna przyczyna to łączenie się galaktyk, które można zobaczyć, jak dwie lub więcej galaktyk spiralnych zderza się ze sobą, tworząc w następstwie dużą galaktykę eliptyczną”.

W pracy wykorzystano projekt o nazwie Ewolucja i montaż GaLaxies i ich środowisk (orzeł), zaawansowaną symulację zaprojektowaną w celu pogłębienia wiedzy na temat formowania się i ewolucji galaktyk.

Ponieważ EAGLE tak ściśle odpowiada obserwacjom, naukowcy są przekonani, że dokładnie odzwierciedla prawdziwą ewolucję wszechświata. Używają go jako laboratorium, w którym mogą obserwować zmiany, których zauważenie trwa zbyt długo podczas pracy w czasie rzeczywistym.

Naukowcy wyszkolili algorytm rozpoznawania galaktyk na podstawie ich kształtów i pozostawili je w symulacji. Algorytm identyfikował 20 000 galaktyk na minutę, co znacznie skróciło czas potrzebny do ich sklasyfikowania w symulacji. Odkryli, że EAGLE dokładnie odtwarza związek między morfologią a gęstością w rzeczywistym wszechświecie.

Naukowcy mogą następnie obserwować ścieżki ewolucyjne, które prowadzą do dominacji pewnych typów galaktyk w różnych środowiskach. W środowiskach o dużej gęstości oddziaływania grawitacyjne i zderzenia między galaktykami zmieniają kształt galaktyk spiralnych, tworząc większą liczbę galaktyk soczewkowatych i eliptycznych.

Sieć neuronowa zidentyfikowała również okazjonalnie rozmyte galaktyki w obszarach przestrzeni kosmicznej o niskiej gęstości. Symulacje wykazały, że mają one miejsce, gdy galaktyki mają supermasywne masy Czarna dziura W ich centrach łączą się. Samo to nie wystarczy, aby zmienić kształt galaktyki, ponieważ w środowiskach o niskiej gęstości ramiona spiralne mogą zmieniać kształt.

W takich przypadkach supergromada czarne dziury Zagraj główną rolę. Kiedy się łączą, tworzą aktywne jądro galaktyczne, które zapewnia tak zwane sprzężenie zwrotne. Silne wiatry i promieniowanie z ekstremalnej przestrzeni kosmicznej wokół czarnej dziury aktywnie podsycają eksplozję w całej galaktyce, pozbawiając ją otaczającego ją międzygalaktycznego gazu, który uzupełniłby gaz w galaktyce i ograniczył jej zdolność do zmiany kształtu ramion spiralnych.

Naukowcy twierdzą, że wszystkie te mechanizmy są zgodne z wcześniejszymi teoriami dotyczącymi zmian galaktyk w czasie i łączą je w szerszy obraz interakcji i ewolucji galaktyk.

„Z biegiem czasu pojawiło się wiele sugestii” — mówi Pfeffer. „Ale to jest pierwsza praca polegająca na złożeniu wszystkich elementów układanki w całość”.

Badania opublikowane w Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.