กาแลคซี่นานนานมาแล้วมีลูกดกมาก พวกเขาให้กำเนิดดาวในอัตราอย่างน้อยสิบเท่าที่เราเห็นในวันนี้
ทำไม? มีอีกหลายสิ่งในการสร้างดาวไหม? หรือว่าเป็นดาราจักรกลับมามีประสิทธิภาพมากกว่าในการสร้างดาว? หรืออย่างอื่น??
ดร. Linda Tacconi จาก Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik ของเยอรมนีนำทีมนักดาราศาสตร์ระหว่างประเทศเพื่อค้นหาว่าทำไม ... และคำตอบน่าจะเป็นว่ากาแลคซีเล็ก ๆ ถูกยัดไว้ที่เหงือกด้วยก๊าซ
“ เป็นครั้งแรกที่เราสามารถตรวจจับและถ่ายภาพก๊าซโมเลกุลเย็นในกาแลคซีดาวก่อตัวซึ่งเป็นตัวแทนของกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่ทั่วไปหลังจากไม่นานหลังจากบิกแบง” ดร. แทคโคนิกล่าว
การสำรวจที่ท้าทายทำให้มองเห็นกาแลคซีแรกหรือก๊าซเย็นในกาแลคซีเหล่านี้อย่างแม่นยำมากขึ้นมองดูเพียง 3 ถึง 5 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง (เทียบเท่ากับ redshift z ~ 2 ถึง z ~ 1) ในยุคนี้กาแลคซีดูเหมือนจะก่อตัวดาวฤกษ์มากขึ้นหรือน้อยลงอย่างต่อเนื่องโดยมีอัตราอย่างน้อยสิบเท่าที่เห็นในระบบมวลใกล้เคียงกันในจักรวาลท้องถิ่น
ตอนนี้เป็นที่ยอมรับกันอย่างดีว่ากาแลคซีเกิดจากโปรโตกาแลคซีซึ่งก่อตัวขึ้นในความหนาแน่นสูงในพื้นที่ถูกครอบงำโดยสสารมืดเย็น - สสารมืดรัศมีที่ซึ่งไฮโดรเจนและฮีเลียมที่เป็นกลางใหม่รวบรวมและทำให้เย็น ผ่านการชนและการควบรวมและการสะสมก๊าซที่กำลังดำเนินอยู่กาแลคซีโปรโตเกิดกาแลคซีเล็กหลังจากนั้นไม่กี่พันล้านปีหลังจากบิกแบงในระยะสั้นการก่อตัวตามลำดับชั้น
การสำรวจอย่างละเอียดเกี่ยวกับก๊าซเย็นและการกระจายและการเปลี่ยนแปลงมีบทบาทสำคัญในการแยกแยะกลไกที่ซับซ้อนซึ่งรับผิดชอบในการเปลี่ยนกาแลคซีโปรโตครั้งแรกให้กลายเป็นกาแลคซีสมัยใหม่เช่นทางช้างเผือก การศึกษาครั้งสำคัญเกี่ยวกับกาแลคซีก่อตัวดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปที่เครื่องวัดสัญญาณรบกวนของ Plateau de Bure นั้นส่งผลให้เกิดการพัฒนาโดยการดูที่อาหาร "การก่อตัวดาว" โดยตรง การศึกษาใช้ประโยชน์จากความก้าวหน้าล่าสุดที่สำคัญในความไวของเครื่องวัดคลื่นที่หอดูดาวเพื่อทำการสำรวจคุณสมบัติของก๊าซเย็นอย่างเป็นระบบครั้งแรก (ตามการหมุนของโมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์) ของกาแลคซีขนาดใหญ่ปกติเมื่อเอกภพ 40% ( z = 1.2) และ 24% (z = 2.3) ของอายุปัจจุบัน การสำรวจก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่ถูก จำกัด ให้วัตถุหายากและส่องสว่างมากรวมถึงกาแล็คซี่และควาซาร์ การศึกษาใหม่แทนร่องรอยกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ก่อตัวเป็นดาราจักรแทนกาแล็กซี่ 'ปกติ' ประชากรกาแลคซีโดยเฉลี่ยในช่วงมวลและช่วง Redshift นี้
“ เมื่อเราเริ่มต้นโปรแกรมเมื่อประมาณหนึ่งปีที่แล้ว” ดร. แทคโคนีกล่าว“ เราไม่สามารถแน่ใจได้ว่าเราจะตรวจพบสิ่งใด แต่การสังเกตการณ์นั้นประสบความสำเร็จเกินความคาดหวังในแง่ดีที่สุดของเรา เราสามารถแสดงให้เห็นว่ากาแลคซีปกติขนาดใหญ่ที่ z ~ 1.2 และ z ~ 2.3 มีก๊าซมากกว่าห้าถึงสิบเท่าที่เราเห็นในจักรวาลท้องถิ่น เนื่องจากกาแลคซีเหล่านี้ก่อตัวเป็นก๊าซในอัตราที่สูงในระยะเวลานานหมายความว่าก๊าซจะต้องถูกเติมเต็มอย่างต่อเนื่องโดยการเพิ่มจากสสารมืดรัศมีในข้อตกลงที่ยอดเยี่ยมกับงานทางทฤษฎีล่าสุด”
ผลลัพธ์ที่สำคัญอีกข้อหนึ่งของการสำรวจเหล่านี้คือภาพแรกที่ได้รับการแก้ไขเชิงพื้นที่ของการกระจายก๊าซเย็นและการเคลื่อนที่ในกาแลคซีหลายแห่ง “ การสำรวจครั้งนี้ได้เปิดประตูสู่ถนนสายใหม่ในการศึกษาวิวัฒนาการกาแลคซี” ปิแอร์ค็อกซ์ผู้อำนวยการของ IRAM กล่าว “ นี่เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมากและมีอีกมากที่จะมา”
Andreas Burkert ผู้เชี่ยวชาญด้านการก่อตัวดาวฤกษ์และวิวัฒนาการของกาแลคซีที่ความเป็นเลิศของเยอรมนีกล่าวว่า“ การค้นพบที่น่าสนใจเหล่านี้ทำให้เรามีเงื่อนงำและข้อ จำกัด ที่สำคัญสำหรับโมเดลเชิงทฤษฎีรุ่นต่อไปที่เราจะใช้เพื่อศึกษาระยะแรกของการพัฒนากาแล็กซี กลุ่มจักรวาล “ ในที่สุดผลลัพธ์เหล่านี้จะช่วยให้เข้าใจที่มาและการพัฒนาทางช้างเผือกของเรา”
เกี่ยวกับภาพ EGS 1305123: ภาพออปติคอลและมิลลิเมตรของกาแลคซีขนาดใหญ่ทั่วไปที่ Redshift z = 1.1 (5.5 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง) ภาพด้านซ้ายนั้นถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในวง V- และ I-optical ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการสำรวจ AEGIS ของกาแลคซีระยะไกล ภาพที่ถูกต้องคือภาพซ้อนทับของการปล่อย CO 3-2 ที่ตรวจพบด้วย PdBI (สีแดง / สีเหลือง) วางทับบน I-image (สีเทา) เป็นครั้งแรกที่การสังเกตเหล่านี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการปล่อยเส้นโมเลกุลและแสงแสงจากดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ติดตามจานขนาดใหญ่ที่หมุนวนของเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 60,000 ปีแสง ดิสก์นี้มีขนาดและโครงสร้างคล้ายกันในกาแลคซีดิสก์ z ~ 0 เช่นทางช้างเผือก อย่างไรก็ตามมวลของก๊าซเย็นอยู่ในดิสก์นี้มีขนาดประมาณใหญ่กว่ากาแลกซี่ดิสก์ z ~ 0 ทั่วไป สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมกาแลคซีระดับสูงสามารถก่อตัวได้อย่างต่อเนื่องในอัตราประมาณสิบเท่าของกาแลคซีทั่วไป
แหล่งที่มา: สถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์นอกโลก, Tacconi และคณะ (2010), ธรรมชาติ 463, 781 (preprint: arXiv: 1002.2149)
