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Astronomen haben teichartige Wellen in der Gasscheibe einer alten Galaxie entdeckt.
Was verursacht diese Wellen und was sagen sie uns über die Entstehung und Entwicklung der fernen Galaxie? Was auch immer passiert ist, welche Auswirkungen hatte es auf die Galaxie und ihre Hauptfunktion: die Sternentstehung?
Diese Entdeckung betrifft die älteste bekannte Spiralgalaxie. Es ist mehr als 12 Milliarden Jahre alt und trägt die Bezeichnung BRI 1335-0417. Als älteste bekannte Spirale nimmt sie einen wichtigen Platz in unserer Untersuchung der Entstehung und Entwicklung von Galaxien ein.
Laut Wissenschaftlern offenbaren die Wellen in der Scheibe von BRI 1335-0417 die Wachstumsmuster der Galaxie. Beobachtungen zeigen die vertikal oszillierende Bewegung der Scheibe wie Wellen auf einem Teich. Es ist das erste Mal, dass dieses Phänomen beobachtet wurde, und die Wellen könnten helfen, die Sternentstehung in der Galaxie zu erklären.
Die Beobachtungen sind Teil einer neuen Forschungsarbeit, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Suche mit dem Titel „Nachweis einer Scheibenbiegewelle in einer Spiralgalaxie mit Rotverschiebung 4.4.„Der Hauptautor ist Dr. Takafumi Tsukui, Postdoktorand an der Research School of Astronomy and Astrophysics (RSAA) der Australian National University.
BRI 1335-0417 ist für seine schnelle Sternentstehungsrate bekannt. Sie bilden in größerem Umfang Sterne als moderne Galaxien wie die Milchstraße. Einige Messungen zeigen, dass sie hunderte Male schneller Sterne bildet als unsere Galaxie. Irgendwie wird Gas effizienter transportiert und in Sterne umgewandelt als in anderen Galaxien.
Die Beobachtungen, die die Wellen aufdeckten, wurden mit ALMA, dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, gemacht. ALMA ist besonders gut darin, Gase und Staub zu erkennen, was ihm dabei half, die Wellen zu erkennen. Die Forscher sagen, dass die Wellen ein Beweis für einen externen Einfluss sind, etwa für Wechselwirkungen mit einer anderen Galaxie oder möglicherweise einströmendem Gas. Beide Effekte können zu einer schnellen Sternentstehung führen und können erklären, warum sich der Stern BRI 1335-0417 so schnell bildete.
Aber ALMA fand mehr als nur Wellen; Ich habe auch Hinweise auf einen zentralen Balken gefunden.
Balken in Spiralgalaxien können die Sternentstehung vorantreiben, indem sie Gas aus den Armen in die Zentralregion der Galaxie leiten und dort die Sternentstehung antreiben. Der gleiche Vorgang lässt sich auch erklären Aktive galaktische Kerne.
„In beiden ist deutlich ein Strang mit einem Radius von 3,3 +/- 0,2 kpc zu erkennen, der die zuvor identifizierte zweiarmige Helix verbindet.“ [C-II] Und [far infrared] „Die Bilder treiben die schnelle Entwicklung der Galaxie voran, indem sie Gas in Richtung des Kerns lenken“, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit.
Balken in Spiralgalaxien sind normal. Eine Studie zeigte Mehr als ein Viertel der Spiralgalaxien haben Balken. Sowohl die Milchstraße als auch unser nächster Nachbar, die Andromedagalaxie, sind gebundene Spiralgalaxien. Die Balken können temporär sein und mit der Zeit zerfallen, wodurch Balkenspiralgalaxien in einfachere Spiralgalaxien umgewandelt werden. Die Stäbchen halten möglicherweise nur etwa zwei Milliarden Jahre. Sie können zyklisch sein und sich wiederholt bilden und wieder auflösen, was erklärt, warum so viele von ihnen gefunden werden.
Einige etablierte astronomische Denkweisen gehen davon aus, dass die Bildung des Balkens der letzte Akt der galaktischen Entwicklung ist.
„Die Bildung des Balkens könnte der letzte wichtige Akt in der Entwicklung einer Spiralgalaxie sein“, sagte Kartik Sheth vom Spitzer Science Center, als er die Forschung im Jahr 2008 kommentierte.
„Es wird angenommen, dass Galaxien durch Verschmelzungen mit anderen Galaxien entstehen. Nach der Stabilisierung ist die einzige andere dramatische Art und Weise, wie sich Galaxien entwickeln, die Wirkung von Balken.“
Doch so früh im Universum haben Astronomen noch nie einen Balken in einer Galaxie gefunden.
Für die Bildung der Stäbchen wird ein anderer Mechanismus vorgeschlagen. „Der in angegebene Balken [C-II] Und [far infrared] „Bilder einer gasreichen Scheibengalaxie deuten auf eine neue Perspektive auf die frühe Balkenbildung in gasreichen Galaxien mit hoher Rotverschiebung hin – eine gravitativ instabile gasreiche Scheibe, die einen sternbildenden Gasbalken erzeugt, und nicht einen Sternbalken, der aus einem Vorhergehenden hervorgeht -bestehende Sternscheibe“, schreiben die Autoren.
„Dies könnte die bandartigen Strukturen erklären, die in FIR-Bildern von Galaxien mit hoher Rotverschiebung im Submillimeterbereich vorherrschen“, erklären die Autoren.
Die Entdeckung dieser Wellen – und des Bandes – in dieser alten Galaxie zwingt uns zum Umdenken. Eine gasförmige Scheibe in einer solchen Galaxie ist normalerweise stabil, daher deuten die Wellen darauf hin, dass kürzlich etwas mit der Scheibe passiert ist.
Es ist nicht bekannt, ob es mit einer anderen Galaxie oder mit einer massiven Gaswolke interagiert. Die Schlussfolgerung erscheint den Autoren jedoch natürlich. „Es liegt nahe, anzunehmen, dass eine solche Wechselwirkung auch eine hohe Sternentstehungsaktivität auslösen würde“, schrieben sie.
Astronomen bestätigen, dass Galaxien durch die Verschmelzung mit anderen Galaxien und mit riesigen Gaswolken entstehen und sich entwickeln. Diese Ergebnisse stellen die Idee nicht in Frage. Doch das Erkennen der spürbaren Wellen gibt den Forschern einen weiteren Einblick in die Funktionsweise des Ganzen.
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