Galaksilerin oluşabilmesi için, kütleçekimsel çöküşe uğramak için sabit bir soğuk gaz diyetine ihtiyacı vardır. Galaksi ne kadar büyükse, birleşmek ve büyümek için o kadar soğuk gaza ihtiyaç duyar.
Erken evrende bulunan devasa galaksiler, çok fazla soğuk gaza ihtiyaç duyuyordu - güneşimizin kütlesinin 100 milyar katı kadar bir depo.
Ama bu ilk süper büyüklükteki galaksiler, daha sıcak bir çevre tarafından kuşatıldıklarında bu kadar soğuk gazı nereden aldılar?
Yeni bir çalışmada, Iowa Üniversitesi tarafından yönetilen gökbilimciler, bu erken, büyük gökadaları sağladığına inandıkları soğuk gaz akışlarının doğrudan, gözlemsel kanıtlarını bildirdiler. Erken bir büyük galaksinin karanlık madde halesinde sıcak atmosferi delip geçen ve galaksiye yıldız oluşturmak için gerekli malzemeleri sağlayan soğuk gaz boru hatları tespit ettiler.
Yaklaşık yirmi yıl önce, simülasyonlarla çalışan fizikçiler, evrenin ilk zamanlarında kozmik filamentlerin soğuk gazı ve embriyonik düğüm şeklindeki galaksileri, hepsinin bir araya toplanarak devasa galaksiler oluşturduğu bir karanlık madde halesine taşıdığını teorileştirdiler. Teori, daha sıcak çevreleyen atmosfer tarafından soyulmaktan kaçınmak için filamentlerin dar ve yoğun bir şekilde soğuk gazla doldurulması gerektiğini varsayıyordu.
Ancak teori doğrudan kanıttan yoksundu. Bu çalışmada bilim adamları, evren yaklaşık 2.5 milyar yaşındayken veya şimdiki yaşının sadece %20'sindeyken oluşan devasa bir galaksiyi çevreleyen gazlı bir bölgeyi inceledi. Galaksi daha önce çalışılmamıştı ve ekibin tam konumunu ve mesafesini (kırmızıya kayma yoluyla) tam olarak belirlemesi beş yıl sürdü. Ekibin özel olarak donatılmış bir gözlemevi olan Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi'ne ihtiyacı vardı, çünkü hedef gökadanın çevresi o kadar tozlu ki, elektromanyetik tayfın sadece milimetre-altı aralığında görülebiliyordu.
Iowa Fizik ve Astronomi Bölümü'nde doçent ve çalışmanın baş yazarı ve ilgili yazar olan Hai Fu, “Bu, çok büyük bir galaksiyi besleyen hale ölçekli bir akışı tespit ettiğimiz ilk vaka olan prototip” diyor. "Gözlemlerimize dayanarak, bu tür akarsular rezervuarı yaklaşık bir milyar yılda doldurabilir; bu, gözlemlediğimiz çağda galaksinin kullanabileceği süreden çok daha kısadır."
En önemlisi, araştırmacılar, Jüpiter ve Satürn'ün hareketinin geçen Aralık ayındaki Büyük Kavuşma sırasında Dünya'dan bakıldığında onları birbirine yaklaştırması gibi, hedef galaksiye yakın açısal mesafelerde yansıtılan iki arka plan kuasar buldular. Bu benzersiz konfigürasyon nedeniyle, kuasarların ön plandaki gökadanın hale gazına nüfuz eden ışığı, dar bir soğuk gaz akışının varlığını doğrulayan kimyasal “parmak izleri” bıraktı.
Bu kimyasal parmak izleri, akışlardaki gazın alüminyum, karbon, demir ve magnezyum gibi düşük konsantrasyonda ağır elementlere sahip olduğunu gösterdi. Bu elementler, yıldız hala parlarken oluştuğu ve yıldız öldüğünde çevreleyen ortama salındığı için, araştırmacılar soğuk gaz akışlarının yıldız oluşturan galaksinin kendisinden atılmak yerine dışarıdan akması gerektiğini belirlediler.
"Araştırmamızdaki 70,000 yıldız patlaması gökadası arasında, her ikisi de halo gazını araştırmak için yeterince yakın olan iki kuasarla ilişkili tek gökadadır. Dahası, her iki kuasar da galaksinin aynı tarafına yansıtılır, böylece ışıkları aynı akış tarafından iki farklı açısal mesafede engellenebilir.” Fu diyor. "Dolayısıyla kendimi son derece şanslı hissediyorum.
bize ergenlik döneminde olağanüstü bir galaksinin kalbine giden bu ana arteri tespit etme fırsatı verdi.”
###
"Z=2.67'de büyük bir yıldız patlaması gökadası etrafında metalce fakir uzun bir soğuk gaz akışı" adlı çalışma, çevrimiçi olarak yayınlandı. Astrophysical Journal 24 Şubat.
Çalışma ortak yazarları arasında Iowa'da doktora sonrası araştırmacı olan ve şu anda Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi'nde yazılım mühendisi olan Rui Xue; California Üniversitesi, Santa Cruz'dan Jason Prochaska; Hawaii-Honolulu Üniversitesi'nden Alan Stockton; Geçen Mayıs ayında Iowa'dan mezun olan ve California Institute of Technology'de yüksek lisans öğrencisi olan Sam Ponnada; Riverside, California Üniversitesi'nden Marie Wingyee Lau; Irvine, California Üniversitesi'nden Asantha Cooray; ve Florida Üniversitesi'nden Desika Narayanan.
ABD Ulusal Bilim Vakfı araştırmayı finanse etti.
