Спиралевидные нити кормить молодых галактик

Галактики растут за счет накопления газа из окружающей среды и преобразование ее к звездам, но детали этого процесса остаются неясными. Новые наблюдения, сделанные с помощью телескопа Кек космической паутины тепловизор (KCWI) на м. В обсерватории Кека на Гавайях, сейчас являются самой яркой, наиболее прямым доказательством, что нити спирали холодного газа в молодых галактиках, поставляя топливо для звезд.

«Впервые, мы видим нити газа напрямую спирали в галактике. Это как конвейер прямо», — говорит Кристофер Мартин, профессор физики в Калифорнийском технологическом институте и ведущий автор новой бумаги, упомянутые в 1 июльском выпуске журнала Nature астрономии. «Этот трубопровод поддерживает газообразования звезды, объясняя, как галактики могут сделать звезды на очень быстрые сроки.»

Долгие годы Астрономы спорили, как именно газ делает его путь к центру галактики. Это резко нагреваться, так как он сталкивается с окружающим горячим газом? Или это поток вдоль тонких плотных нитей, оставаясь относительно холодным? «Современная теория предполагает, что ответ, вероятно, сочетание того и другого, но доказать существование холодные потоки газа остается главной проблемой до сих пор», — говорит соавтор Донал О’Салливан (МС ’15), аспирант Мартин группе, которые построили часть KCWI.

KCWI, спроектированный и построенный в Калтехе, это государство-оф-искусство спектральной съемочной камеры. Называется Интеграл-полевого блока спектрографа, это позволяет астрономам получить снимки такие, что каждая точка на изображении содержит разогнали спектра света. Установленная на Кек в начале 2017 года, KCWI является преемником космического веб-тепловизор (ЦТД), инструмент, который работает в Паломарской обсерватории в Сан-Диего с 2010 года. KCWI восемь раз пространственное разрешение и в 10 раз чувствительность ЦТД.

«Основным драйвером для укрепления KCWI было понимание и характеризующий космической паутины, но инструмент очень гибкий, и ученые использовали это, среди прочего, изучают природу темной материи, исследовать черные дыры, и для уточнения понимания звездообразования», — говорит соавтор Матеуш (МФ) Матушевский (МС ’02, кандидат ’12), старший инструментом ученого в Калифорнийском технологическом институте.

Вопрос о том, как галактики и звезды образуются из сети тонкими нитями в пространстве-так называемой космической паутины — очаровал Мартина, так как он был аспирантом. Чтобы найти ответы, он руководил командами, которые построены ЦТД и KCWI. В 2017 году Мартин и его команда использовали KCWI получить сведения о два активных галактик, известных как квазары, по кличке ЭМ-287 и I-ого 38, но это было не квазары сами они хотели учиться. У каждой из этих двух квазары-это гигантские туманности, больше, чем Млечный Путь и виден благодаря сильной свечение квазаров. Глядя на свет, излучаемый водорода в туманности, в частности атомная эмиссионная линия водорода Лайман-альфа — они смогли сопоставить скорости газа. Из предыдущих наблюдений на Паломар, команда уже знала, что там были знаки вращения в туманности, но данные Кек выявлено намного больше.

«Когда мы работали раньше Паломар в ЦТД, мы смогли увидеть что-то вроде вращающегося диска газа, но мы не могли разобрать никаких нитей», — говорит О’Салливан. «Теперь, с повышением чувствительности и разрешающей способности с KCWI, у нас есть более сложные модели и видим, что эти объекты подпитываются газа, протекающего в из прикрепленных нитей, который является сильным свидетельством того, что космическая сеть подключена к и разжигает этот диск.»

Мартин и его коллеги разработали математическую модель, чтобы объяснить скорости они видели в газ и проверил его на UM287 и CSO38 а также на имитацию галактики.

«Нам потребовалось больше года, чтобы придумать математическую модель, объясняющая радиальные потоки газа», — говорит Мартин. «Как только мы это сделали, мы были шокированы, насколько хорошо модель работает».

Результаты исследования служат лучшим доказательством на сегодняшний день для холодного потока модели формирования галактик, который гласит, что холодный газ может течь непосредственно в формировании галактик, где они преобразуются в звезды. Прежде чем эта модель поступила в популярности, исследователи предложили, что галактики тянуть газ и нагреть его до очень высоких температур. Оттуда этот газ, как считалось, постепенно охлаждают, обеспечивая неуклонное, но медленное поставку топлива для звезд. В 1996 году исследования из Калифорнийского технологического университета Чарльз (Чак) Steidel, ли А. DuBridge профессор астрономии и соавтор нового исследования, выбросил эту модель под сомнение. Он и его коллеги показали, что далекие галактики производят звезды с очень высокой скоростью-слишком быстро, чтобы за счет медленного осаждения и охлаждения горячего газа, который был излюбленным образцом для молодых галактики заправки.

«Через годы, мы приобретали все больше и больше доказательств для холодного потока модель», — говорит Мартин. «Мы прозвали нашу новую версию модели холодного потока объекта, поскольку мы видим спиральный узор на газ».

«Эти тип измерений именно те науки, что мы хотим сделать с KCWI», — говорит Джон О’мира, начальник обсерватории Кека ученый. «Мы объединяем силы размер Кека, телескоп, мощный инструментарий и удивительной астрономической площадке, чтобы раздвинуть границы того, что можно наблюдать. Это очень exciting для того чтобы увидеть этот результат, в частности, с непосредственно наблюдая приток был что-то недостающее звено в нашей возможность проверки модели формирования и эволюция галактик. Я не могу ждать, чтобы увидеть, что будет дальше».

сделать разницу: спонсорские возможности