Pierwsze gwiazdy pojawiły się około 100 milionów lat po Wielkim Wybuchu i od tego czasu gwiazdy i procesy gwiazdotwórcze rozświetlają kosmos wytwarzając przy okazji cięższe pierwiastki, planety, czarne dziury i wszystkie inne, równie interesujące obiekty, które dzisiaj możemy obserwować we Wszechświecie. Gdy Wszechświat miał zaledwie 3 miliardy lat (aktualnie wiek Wszechświata szacowany jest na 13.8 miliardów lat) aktywność gwiazdotwórcza była dziesięciokrotnie intensywniejsza niż aktualnie. Dlaczego tak było i czy procesy fizyczne wtedy zachodzące różniły się od tych obserwowanych dzisiaj czy takie same ale bardziej aktywne (i dlaczego) – to jedne z najważniejszych pytań astronomii. To właśnie pytania tego typu napędzają budowę przyszłych olbrzymich teleskopów naziemnych i kosmicznych.
Lokalne otoczenie galaktyczne odgrywa kluczową rolę w regulowaniu aktywności gwiazdotwórczej. Badania lokalnego Wszechświata wskazują na przykład, że w gęstych gromadach galaktyk (gromadach zawierających nawet tysiące galaktyk), procesy gwiazdotwórcze są tłumione, co zgadza się z ideą interakcji i innych mechanizmów, które wydzierają materię gwiazdotwórczą (gaz i pył) z galaktyk macierzystych i wyrzucają ją w przestrzeń międzygalaktyczną. W odległym wszechświecie jednak nie wszystko jest takie jasne, a niektóre badania wskazują nawet, że jest wręcz odwrotnie, tym samym – być może tłumacząc większą aktywność gwiazdotwórczą. Choć badania pojedynczych galaktyk wczesnego wszechświata postępują, dzieje się tak dlatego, że te galaktyki są ekstremalnie aktywne i jasne. W gromadach galaktyk jest już inaczej. W gromadzie może się znaleźć jedna czy dwie jasne galaktyki, ale większość z nich jest zwyczajna, bardzo słaba i trudna w badaniu. W rzeczywistości faktycznie trudno jest nawet w ogóle zidentyfikować gromady galaktyk.
Astronomowie CfA: Matt Ashby, Tony Stark i zespół współpracowników bada procesy gwiazdotwórcze w bardzo gęstych gromadach galaktyk wczesnego Wszechświata z czasów kiedy wszechświat miał około sześciu miliardów lat. Badania mają na celu rozwiązanie kwestii procesów gwiazdotwórczych w gromadach. Swoją pracę zespół rozpoczął od próbki ultrajasnych galaktyk z wcześniejszej epoki ok. 3 miliardów lat po Wielkim Wybuchu (lub jeszcze wcześniejszej), odkrytej za pomocą South Pole Telescope. Te odleglejsze galaktyki zostały odkryte po części dzięki temu, że wyemitowane przez nie światło zostało grawitacyjnie zsoczewkowane przez bliższe nam gromady; to właśnie w ten sposób zespół był w stanie odkryć te galaktyki. Wiedząc w którą stronę patrzeć naukowcy zwrócili się w stronę danych w podczerwieni zarejestrowanych przez kosmiczne teleskopy Herschel oraz Planck (i inne) w celu zbadania słabych, podczerwonych sygnałów emitowanych przez te gromady. To promieniowanie najprawdopodobniej pochodzi właśnie z procesów gwiazdotwórczych – a tym samym pozwala naukowcom oszacować poziom aktywności i jej właściwości. Główne wnioski wskazują na to, że aktywność gwiazdotwórcza jest wzmagana a nie tłumiona w tych gromadach – powstaje w nich nawet kilka tysięcy więcej gwiazd rocznie niż normalnie się przyjmuje w tego typu grupach galaktyk. Co więcej, okazało się, że tego typu procesy gwiazdotwórcze są aktywne także na obrzeżach gromadach czyli w zakresie nawet piętnastu milionów lat świetlnych owo słabe promieniowanie w podczerwieni należy uwzględniać w badaniach początków tła kosmicznego.
Więcej informacji:
- artykuł naukowy: http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stv2302
Źródło: MNRAS / CfA