De complexe mechanica die bepaalt hoe sterrenstelsels draaien, groeien, cluster en die zijn onthuld na het vrijgeven van alle gegevens die zijn verzameld tijdens een grootschalig, zeven jaar durend, door Australië geleid astronomisch onderzoeksproject.

De wetenschappers observeerden 13 sterrenstelsels tegelijk, gebouw tot een totaal van 3068, met behulp van een op maat gemaakt instrument genaamd de Sydney-AAO Multi-Object Integral-Field Spectrograph (SAMI), verbonden met de 4-meter Anglo-Australian Telescope (AAT) bij Siding Spring Observatory in New South Wales. De telescoop wordt beheerd door de Australian National University.

Onder toezicht van het ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D), het project gebruikte bundels optische vezels om kleurenbanden te vangen en te analyseren, of spectra, op meerdere punten in elk sterrenstelsel.

Dankzij de resultaten konden astronomen van over de hele wereld onderzoeken hoe deze sterrenstelsels met elkaar omgingen, en hoe ze groeiden, in de loop van de tijd versneld of vertraagd.

Geen twee sterrenstelsels zijn hetzelfde. Ze hebben verschillende uitstulpingen, halo's, schijven en ringen. Sommigen vormen nieuwe generaties sterren, terwijl anderen dat al miljarden jaren niet hebben gedaan. En ze bevatten krachtige feedbackloops die worden gevoed door superzware zwarte gaten.

"Het SAMI-onderzoek laat ons de werkelijke interne structuren van sterrenstelsels zien, en de resultaten waren verrassend, " zei hoofdauteur professor Scott Croom van ASTRO 3-D en de Universiteit van Sydney.

"De enorme omvang van de SAMI-enquête stelt ons in staat zowel overeenkomsten als verschillen te identificeren, dus we kunnen dichter bij het begrijpen van de krachten komen die het lot van sterrenstelsels gedurende hun zeer lange leven beïnvloeden."

Het onderzoek, die in 2013 begon heeft al de basis gevormd van tientallen astronomische artikelen, met nog een aantal in voorbereiding. Een paper met een beschrijving van de definitieve gegevensrelease, inclusief, Voor de eerste keer, details van 888 sterrenstelsels in clusters van sterrenstelsels - werd vandaag gepubliceerd op de pre-printserver van arxiv en in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

"De aard van sterrenstelsels hangt zowel af van hoe massief ze zijn als van hun omgeving, ’ zei professor Croom.

"Bijvoorbeeld, ze kunnen eenzaam zijn in leegte, of opeengepakt in het dichte hart van galactische clusters, of ergens daar tussenin. De SAMI-enquête laat zien hoe de interne structuur van sterrenstelsels tegelijkertijd verband houdt met hun massa en omgeving, zodat we kunnen begrijpen hoe deze dingen elkaar beïnvloeden."

Onderzoek naar aanleiding van de enquête heeft al een aantal onverwachte resultaten opgeleverd.

Een groep astronomen toonde aan dat de draairichting van een sterrenstelsel afhangt van de andere sterrenstelsels eromheen, en verandert afhankelijk van de grootte van de melkweg. Een andere groep toonde aan dat de hoeveelheid rotatie die een sterrenstelsel heeft voornamelijk wordt bepaald door zijn massa, met weinig invloed van de omgeving. Een derde keek naar sterrenstelsels die het maken van sterren aan het afbouwen waren, en ontdekte dat voor velen het proces pas een miljard jaar begon nadat ze naar de dichte binnenstedelijke gebieden van clusters waren afgedreven.

"De SAMI-enquête is opgezet om ons te helpen een aantal zeer brede vragen van het hoogste niveau over de evolutie van sterrenstelsels te beantwoorden, " zei co-auteur Dr. Matt Owers van Macquarie University in Australië.

"De gedetailleerde informatie die we hebben verzameld, zal ons helpen fundamentele vragen te begrijpen zoals:waarom zien sterrenstelsels er anders uit, afhankelijk van waar ze in het heelal leven? Welke processen stoppen sterrenstelsels met het vormen van nieuwe sterren en, omgekeerd, welke processen drijven de vorming van nieuwe sterren aan? Waarom bewegen de sterren in sommige sterrenstelsels in een sterk geordende roterende schijf, terwijl in andere sterrenstelsels hun banen willekeurig zijn georiënteerd?"

Professor Croom heeft toegevoegd, "Het onderzoek is nu klaar, maar door het allemaal openbaar te maken hopen we dat de gegevens van velen, nog vele jaren."

Co-auteur universitair hoofddocent Julia Bryant van ASTRO 3-D en de Universiteit van Sydney zei:"De volgende stappen in dit onderzoek zullen gebruik maken van een nieuw Australisch instrument - dat we Hector hebben genoemd - dat in 2021 in werking zal treden, het vergroten van het detail en het aantal sterrenstelsels dat kan worden waargenomen."

Wanneer volledig geïnstalleerd in de AAT, Hector onderzoekt 15, 000 sterrenstelsels.

De volledige dataset is online beschikbaar via Australian Astronomical Optics (AAO) Data Central.