Wahania spinu pokazują, jak galaktyki wyrastają z kosmicznej sieci

Dopasowanie między rotacją galaktyk a wielkoskalową strukturą Wszechświata ujawnia procesy, w których powstają różne składniki galaktyk.

Struktura wszechświata jest szeroko śledzona poprzez rozmieszczenie galaktyki. Ta „kosmiczna sieć” składa się z gigantycznych nitkowatych struktur, które łączą ogromne grupy galaktyk.

Nowe badanie zostało opublikowane w Comiesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego Odkrył, że galaktyki z większymi wybrzuszeniami mają tendencję do obracania się prostopadle do włókien, w których są osadzone, podczas gdy galaktyki z mniejszymi wybrzuszeniami mają tendencję do obracania się równolegle do tych włókien.

„Chodzi o blok obrzękAstrofizyk dr Stefania Barsanti z Australian National University, główna autorka artykułu badawczego i członek ASTRO 3D Center of Excellence mówi.

Galaktyki, które w większości mają kształt dysku, z wybrzuszeniem o małej masie, zwykle je mają Oś obrotu równolegle do najbliższego smyczki. Dzieje się tak dlatego, że zasadniczo składa się z gazu spadającego na knot i „zwijającego go”. Wybrzuszenia galaktyczne rosną, gdy galaktyki łączą się, zazwyczaj gdy poruszają się wzdłuż włókna. Dlatego fuzje mają również tendencję do „odwracania” wyrównania między rotacją galaktyczną a włóknami z równoległego do ortogonalnego”.

mówi profesor Scott Crum, astronom z University of Sydney i współautor artykułu.

Odkrycie to rzuca światło na skład dwóch głównych składników galaktyk oraz ich związek ze strukturami i wielkoskalowymi ruchami materii w kosmicznej sieci.

„Naszym motywem była próba zrozumienia, dlaczego galaktyki obracają się i jak są pozyskiwane moment pędu materiałów, z których się składa”, mówi dr Parsanti.

„Dzięki temu badaniu możemy zrozumieć, w jaki sposób fuzje odgrywają ważną rolę w tworzeniu galaktyk, zarówno centralnego komponentu zgrubienia, jak i permutacji rotacyjnej” – mówi. „Odnosi się to do konkretnych kanałów formacji, w których galaktyki zaczynają się obracać i jak rotacja zmienia się wraz z rozwojem galaktyki”.

Chociaż ten rozwój był sugerowany wcześniej Symulacja komputerowaTo badanie po raz pierwszy naukowcy wykorzystali bezpośrednią obserwację, aby potwierdzić, że wzrost centralnego zgrubienia galaktyki może spowodować odwrócenie ustawienia.

„To subtelny sygnał, który jest naprawdę trudny do wykrycia w obserwacjach” – mówi dr Parsanti.

Stało się to możliwe wraz z pojawieniem się zintegrowanej spektroskopii polowej, technologii, w której instrument optyczny łączy możliwości spektroskopii i obrazowania w celu zbudowania trójwymiarowego obrazu galaktyki przy jednoczesnym rozdzieleniu jej wewnętrznych ruchów.

W badaniach wykorzystano spektrometr o nazwie SAMI, przymocowany do Teleskopu Anglo-Australijskiego o szerokości 3,9 metra znajdującego się w Siding Spring w Nowej Południowej Walii.

Naukowcy wykorzystali SAMI do zbadania 3068 galaktyk w latach 2013-2020. Badanie tej ogromnej ilości danych zajęło lata i dostarczyło bezpośrednich dowodów dla opublikowanego artykułu.

„Skanując galaktykę SAMI uzyskaliśmy spektroskopię z rozdzielczością przestrzenną, która pozwala nam mapować galaktykę z widmami w wielu punktach galaktyki” – mówi dr. „To mówi nam o wewnętrznych ruchach gwiazd i gazów w galaktyce, abyśmy mogli zmierzyć ich całkowitą rotację. Wyniki te wniosą informacje o kolejnym dużym etapie naszych badań, Hector Galaxy Survey. Hector jest galaktycznym spektrometrem nowej generacji, który zastąpił SAMI w Teleskopie Anglo-Australijskim, którego użyjemy do zbadania około 30 000 galaktyk”.

Profesor Stuart Wyeth z University of Melbourne, który jest dyrektorem ASTRO 3D, mówi, że artykuł promuje główne cele centrum, polegające na śledzeniu dystrybucji materii od najwcześniejszych epok we wszechświecie do dnia dzisiejszego i tworzeniu trójwymiarowego obrazu formacja i ewolucja wszechświata, który widzimy dzisiaj.

„Korzystając z mocy SAMI Galactic Survey, która mierzy trójwymiarową strukturę poszczególnych galaktyk, a także ich położenie w przestrzeni, ten artykuł pokazuje, w jaki sposób ruchy masowe w galaktykach i pozycjach galaktyk są powiązane, i jest kluczową częścią w zrozumieniu, w jaki sposób galaktyki gromadzą się razem” – mówi profesor Wyeth.

Badanie przeprowadzono we współpracy z naukowcami z Australian National University, University of Sydney, Johns Hopkins University, University of Hamburg, University of Cambridge i Macquarie University.

Przesłane przez Centrum Doskonałości ARC dla wszystkich astrofizyki nieba 3D (ASTRO 3D)