Met behulp van integrale veldspectroscopie (IFS) en geavanceerde modelleringstools, Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA)-onderzoekers Iris Breda en Polychronis Papaderos hebben een belangrijke mijlpaal bereikt in de richting van het oplossen van een al lang bestaand raadsel in de extragalactische astronomie:de aard en vorming van de centrale bolvormige component in spiraalstelsels zoals de Melkweg.

Men denkt dat de uitstulping zich via twee verschillende routes vormt:klassieke uitstulpingen bestaan ​​uit oude sterren, ouder dan de schijf, omdat ze meer dan 10 miljard jaar geleden snel zijn samengekomen, vóór schijven. Pseudo-uitstulpingen hebben sterren van dezelfde leeftijd als de schijf, omdat ze geleidelijk zijn samengevoegd door een combinatie van dynamische processen, met continue stervorming gevoed door instroom van gas uit de schijf.

Deze twee scenario's impliceren dat klassieke uitstulpingen en pseudo-uitstulpingen opvallend verschillende kenmerken hebben, maar dit scherpe contrast werd nooit waargenomen, ondanks talrijke onderzoeken in de afgelopen jaren.

Om dit raadsel op te lossen, het team heeft een ongekende spectrale modelleringsanalyse uitgevoerd van meer dan een half miljoen individuele spectra, om de stervormingsgeschiedenis van uitstulpingen en schijfcomponenten van 135 sterrenstelsels uit het CALIFA IFS-onderzoek ruimtelijk op te lossen.

Volgens Ph.D. student Iris Breda (IA &Science Faculteit van de Universiteit van Porto), wat ze vonden "impliceert dat de vormingstijdschaal van uitstulpingen omgekeerd evenredig is met de totale massa van sterrenstelsels:de vorming van uitstulpingen in massieve sterrenstelsels wordt voltooid binnen de eerste 4 miljard jaar van kosmische evolutie, terwijl het nog steeds in een laag tempo aan de gang is in minder massale."

Deze studie, gepubliceerd in Astronomie en astrofysica , onthult een samenhangend nieuw scenario voor de vorming van uitstulpingen van sterrenstelsels. Breda vult aan:"onze studie laat een duidelijke continuïteit zien in de eigenschappen van uitstulpingen, wat sterk pleit tegen het standaardbeeld van twee tegengestelde scenario's voor de vorming van een uitstulping. In plaats daarvan, uitpuilende groei wordt aangedreven door een superpositie van snel-vroeg met langzaam-seculaire processen, waarvan het relatieve belang wordt gereguleerd door de massa en dichtheid van sterrenstelsels."

Een ander doel van dit project was om de rol van Active Galactic Nuclei (AGN), aangedreven door materie-aanwas op superzware zwarte gaten. Ze ontdekten dat AGN's de dominante bron zijn van gasionisatie in enorme uitstulpingen, terwijl verwaarloosbaar in jongere uitstulpingen met een lage massa. Dit zou verstrekkende gevolgen kunnen hebben voor ons begrip van de co-evolutie tussen uitstulpingen en superzware zwarte gaten.

Aan FCT-onderzoeker Polychronis Papaderos (IA &Universiteit van Porto), "Onze resultaten zijn consistent met het idee dat zowel de stralingsefficiëntie van materie-aanwas op superzware zwarte gaten schaalt met SMBH-massa als met een positieve correlatie tussen melkwegmassa en superzware zwarte gaten-tot-bulge massaverhouding. verkenning van deze hypothesen is van groot belang."

Dit rekenkundig veeleisende project ging verder dan de vorige, met betrekking tot de hoeveelheid geanalyseerde gegevens, door het feit dat het een nauwkeurige scheiding van uitstulping en schijf verschafte, maar ook omdat Voor de eerste keer, een nabewerking van de afgeleide stervormingsgeschiedenissen met RemoveYoung werd gemaakt. Op deze manier is het mogelijk geweest om te onderzoeken hoe de uitstulping en de schijf zijn gevormd.

Uit de studie bleek dat de bijdrage van de helderheid van sterren jonger dan 9 miljard jaar nauw correleert met de stellaire massa, stellaire oppervlaktedichtheid, leeftijd en niveau van chemische verrijking van uitstulpingen van sterrenstelsels. Deze hoeveelheid is daarom een ​​krachtige nieuwe diagnose van de fysieke en evolutionaire eigenschappen van uitstulpingen van sterrenstelsels.

Aan IA-coördinator José Afonso (IA &Science Faculteit van de Universiteit van Lissabon):"Dit is een prachtige demonstratie van IA's wetenschappelijke en technische bekwaamheid om een ​​van de grootste mysteries in de astrofysica te begrijpen - hoe sterrenstelsels werden gevormd gedurende de hele geschiedenis van het heelal Het gebruik van de efficiënte rekenhulpmiddelen die zijn ontwikkeld door de onderzoekers van IA, samen met waarnemingen van enkele van de krachtigste telescopen en instrumenten die beschikbaar zijn, opent een nieuwe kijk, en een nieuw begrip, over de assemblagegeschiedenis van sterrenstelsels, niet alleen in de ruimte, maar ook in de tijd."