Astronoom Gregory Rudnick ziet het universum doorkruist door zoiets als een interstellair supersnelwegsysteem. Filamenten - de strengen van geaggregeerde materie die zich miljoenen lichtjaren over het universum uitstrekken om clusters van sterrenstelsels met elkaar te verbinden - zijn de snelwegen.

"Galaxies zullen langs filamenten stromen van minder dichte delen van het universum naar meer dichte delen van het universum, zoals auto's die over een snelweg naar de grote stad rijden. In dit geval, ze gaan naar grote clusters, getrokken door de zwaartekracht van die grote concentraties materie, " hij zei.

Rudnick, universitair hoofddocent natuurkunde en sterrenkunde aan de Universiteit van Kansas, wil meer weten over de invloed van filamenten op sterrenstelsels die er doorheen bewegen. Nutsvoorzieningen, de KU-onderzoeker heeft $ 280 verdiend, 000 subsidie ​​van de National Science Foundation om een ​​internationale samenwerking te leiden die sterrenstelsels onderzoekt die zich langs dit "kosmische web" van filamenten uitstrekken.

"Ik ben geïnteresseerd in hoe sterrenstelsels worden beïnvloed door de regio's waarin ze leven, " zei Rudnick. "Filamenten zijn de eerste plaats waar sterrenstelsels in contact komen met gebieden met een hogere dichtheid van het universum. Als een melkwegstelsel in een 'landelijk' deel van het heelal een dicht deel binnengaat, Ik wil weten hoe de eigenschappen ervan veranderen, bijvoorbeeld verandert het het aantal sterren dat het vormt, of verandert de vorm ervan? Met behulp van de snelweg analogie, als je Kansas City binnenrijdt, als je gaat komen er steeds meer auto's naast je, en soms zijn er auto-ongelukken - dit is zoiets als het echte universum omdat sterrenstelsels kunnen botsen, te."

Rudnick en collega's zullen meerdere telescopen over de hele wereld gebruiken om neutraal waterstof en moleculair gas in sterrenstelsels te observeren terwijl ze langs filamenten reizen. Het team hoopt te bepalen of de hoeveelheid gas - de brandstof voor stervorming - minder overvloedig is in filamentstelsels dan in sterrenstelsels uit andere omgevingen, zoals die op zichzelf of die in groepen of clusters van sterrenstelsels.

"Als sterrenstelsels een gloeidraad binnendringen, kan de druk van het diffuse gas in de gloeidraad vertragen hoe snel het sterrenstelsel sterren vormt, " zei Rudnick. "Elk sterrenstelsel heeft gas - en als er genoeg is, het kan instorten tot kleine klompjes en sterren vormen. Sterrenstelsels worden constant gevoed door gas en blazen het uit in een complex systeem. Wanneer een melkwegstelsel een gloeidraad binnengaat, het gas dat normaal gesproken een melkwegstelsel voedt, wordt nu gewoon een deel van de gloeidraad. De melkweg kan losraken van zijn gasnavelstreng."

Met andere woorden, Rudnick zei, "Misschien is een gloeidraad als een lang stuk snelweg zonder veel benzinestations."

Tot de medewerkers van Rudnick behoren Rose Finn en Graziano Vernizzi van Sienna College in Loudonville, New York, evenals onderzoekers over de hele wereld en KU-studenten, waaronder een afgestudeerde student die rechtstreeks door de beurs wordt ondersteund. Het team zal verschillende telescopen gebruiken, waaronder de Philips Claude Telescope op Mount Laguna Observatory in Californië, waarvan KU een aandeel bezit. De groep zal ook de IRAM-telescoop op Pico Veleta in de Spaanse Sierra Nevada gebruiken, de Nançay Radio Telescope in Frankrijk en een van NASA's astronomische ruimtetelescopen met infraroodgolflengte, genaamd "WISE" voor de Wide-field Infrared Survey Explorer.

De waarnemingen van het team zullen de doelsterrenstelsels in veel verschillende golflengten van licht bestuderen, onthullende verschillende stukjes informatie over hen. Bijvoorbeeld, de onderzoekers zullen niet alleen de sterren observeren die in de sterrenstelsels aanwezig zijn, maar ook het gas dat de grondstof is voor de vorming van nieuwe sterren.

"Gas heeft veel fasen en verschillende vormen, " zei Rudnick. "Neutrale waterstof bestaat uit enkele waterstofatomen met één proton en één elektron. Maar als dat wordt gecomprimeerd, de waterstofatomen kunnen combineren om moleculaire waterstof te vormen met twee atomen - dat is waar sterren uit ontstaan. Neutrale waterstof is het reservoir van gas, en wanneer het naar melkwegstelsels wordt geleid, wordt het moleculaire waterstof en kan het sterren vormen - en het gloeit. Door die gloed in het licht waar te nemen die onzichtbaar is voor het oog, maar zichtbaar met radiotelescopen, we kunnen de brandstoftoevoer van sterrenstelsels meten."

Rudnick zei dat het team waarnemingen zou doen op veel verschillende golflengten om de cyclus van gas in sterrenstelsels beter te begrijpen terwijl het wordt geleverd, verwarmde, gebruikt en verdreven. Bijvoorbeeld, om de emissie van geïoniseerde waterstof te observeren, het team zal zich concentreren op specifieke golflengten van licht die overeenkomen met die in het rode deel van het zichtbare spectrum. Het zijn deze waarnemingen die zullen worden uitgevoerd met het aandeel van de KU in de Philips Claud Telescope op Mount Laguna.

"Als je een waterstofatoom neemt en een elektron afstoot en als het later weer op het atoom valt, het straalt licht uit op een bepaalde golflengte, " zei Rudnick. "De gloed van dat specifieke licht vertelt ons waar sterren zich op dit moment vormen. En 'nu' is binnen vijf tot tien miljoen jaar - in astronomische termen is dat een oogwenk, aangezien deze sterrenstelsels minstens een paar honderd miljoen jaar nodig hebben om merkbaar te evolueren."

Een deel van het subsidiewerk zal ook een succesvol op onderzoek gebaseerd astronomieprogramma ondersteunen in lokale scholen in Kansas, uitbreiden tot 20 studenten met verschillende achtergronden.

"Ik zit nu in het vijfde jaar van een outreach-programma op de Lawrence High School, " zei Rudnick. "Als onderdeel van het programma, Ik werk met een leraar die zijn BA in astronomie aan de KU heeft behaald en met een KU-afgestudeerde, beiden die helpen om de cursus te leiden. In het eerste semester, studenten volgen een les in astronomie, vergelijkbaar met wat we studenten aan de KU leren. In het tweede semester, ze doen een onderzoeksproject met gegevens van NASA's Spitzer Space Telescope, die culmineert in een mini-symposium aan de KU bijgewoond door docenten en afgestudeerde studenten."