science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Astrofysici vinden wanneer sterrenstelsels draaien, grootte doet er toe

Een simulatie die een deel van het heelal op zijn breedste schaal toont. Een web van kosmische filamenten vormt een rooster van materie, enorme leegten insluiten. Krediet:Tiamat-simulatie, Greg Poole

De richting waarin een sterrenstelsel draait, hangt af van zijn massa, onderzoekers hebben gevonden.

Een team van astrofysici analyseerde 1418 sterrenstelsels en ontdekte dat kleine waarschijnlijk op een andere as zullen draaien dan grote. De rotatie werd gemeten in relatie tot de dichtstbijzijnde "kosmische gloeidraad" van elk sterrenstelsel - de grootste structuren in het universum.

Filamenten zijn massieve draadachtige formaties, bestaande uit enorme hoeveelheden materie, waaronder sterrenstelsels, benzine en, modelleren houdt in, donkere materie. Ze kunnen 500 miljoen lichtjaar lang zijn, maar slechts 20 miljoen lichtjaar breed. Op hun grootste schaal, de filamenten verdelen het heelal in een enorm door zwaartekracht verbonden rooster, afgewisseld met enorme lege ruimtes in donkere materie.

"Het is de moeite waard om op te merken dat de ruggengraat van kosmische filamenten zo'n beetje de snelweg is van galactische migratie, met veel sterrenstelsels die onderweg elkaar tegenkomen en samensmelten, " zegt hoofdonderzoeker Charlotte Welker, een ASTRO 3D-onderzoeker die aanvankelijk werkte bij het International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) en nu aan de McMaster University in Canada.

ASTRO 3-D is het ARC Center of Excellence in All Sky Astrophysics, gevestigd in Australië.

Door de filamenten lijkt het universum een ​​beetje op een honingraat, of een kosmische Aero-chocoladereep.

Met behulp van gegevens verzameld door een instrument genaamd de Sydney-AAO Multi-object Integral-field spectrograph (SAMI) bij de Australische Anglo-Australian Telescope (AAT), Dr. Welker, tweede auteur en ASTRO 3-D hoofdonderzoeker Professor Joss Bland-Hawthorn van de Universiteit van Sydney, en collega's uit Australië, de VS, Frankrijk en Korea bestudeerden elk van de doelstelsels en maten hun spin ten opzichte van het dichtstbijzijnde filament.

Ze ontdekten dat kleinere de neiging hadden om in directe uitlijning met de filamenten te roteren, terwijl grotere in een rechte hoek draaiden. De uitlijning verandert van de eerste naar de tweede als sterrenstelsels, door de zwaartekracht naar de ruggengraat van een filament getrokken, botsen en versmelten met anderen, dus massa wint.

Het is een fenomeen dat Dr. Welker vergelijkt met rolschaatsen in het gezelschap van een vriend.

"De omslag kan plotseling zijn, "zegt ze. "Samensmelten met een ander sterrenstelsel kan voldoende zijn.

Simulatie van sterrenstelsels die geleidelijk aangroeien langs een kosmische gloeidraad. Krediet:Greg Poole

"Stel je voor dat je achter een vriend aan schaatst en inhaalt. Als je de hand van je vriend pakt terwijl je nog sneller beweegt, jullie zullen allebei beginnen te roteren op een verticale as - een spin loodrecht op je horizontale pad.

"Echter, als een kleine kat - een veel lichter stukje materie - achter je vriend aan rent en op haar springt, zal ze waarschijnlijk niet beginnen te draaien. Er zouden veel katten tegelijk op haar springen om haar rotatie te veranderen."

Co-auteur Scott Croom van de Universiteit van Sydney, ook een ASTRO 3D-hoofdonderzoeker, zegt dat het resultaat inzicht biedt in de diepe structuur van het heelal.

"Vrijwel alle sterrenstelsels draaien, en deze rotatie is fundamenteel voor de vorming van sterrenstelsels, " hij zegt.

"Bijvoorbeeld, de meeste sterrenstelsels bevinden zich in plat roterende schijven, zoals onze Melkweg. Ons resultaat helpt ons te begrijpen hoe die galactische rotatie zich opbouwt in de kosmische tijd."

Hij voegt eraan toe dat een nieuw instrument, genaamd Hektor, die volgend jaar zal worden geïnstalleerd bij de Anglo Australian Telescope, zal een aanzienlijke uitbreiding van het onderzoek in het veld mogelijk maken.

"Hector zal vijf keer groter onderzoek kunnen doen dan SAMI, " zegt hij. "Hiermee zullen we in staat zijn om in de details van deze spin-uitlijning te graven om de fysica erachter beter te begrijpen."

De melkweg, trouwens, heeft een spin goed uitgelijnd met zijn dichtstbijzijnde kosmische gloeidraad, maar behoort tot een klasse van sterrenstelsels van gemiddelde grootte die, algemeen, vertonen geen duidelijke neiging tot parallelle of loodrechte spins.

"Het is alsof je zegt dat er geen voorkeur is voor thee of koffie onder een groep mensen, " zegt Dr. Welker. "Individuen kunnen nog steeds de voorkeur geven aan thee of koffie, maar over het algemeen is er geen algemene tendens naar koffie in de groep."