Astronomen van de University of Western Australia's node van het International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) hebben een nieuwe manier ontwikkeld om stervorming in sterrenstelsels te bestuderen vanaf het begin der tijden tot vandaag.

"Sterren kunnen worden gezien als enorme kerncentrales, " zei hoofdonderzoeker Dr. Sabine Bellstedt, van ICRAR.

"Ze nemen lichtere elementen zoals waterstof en helium, en, gedurende miljarden jaren, produceren de zwaardere elementen van het periodiek systeem die we tegenwoordig verspreid over het heelal aantreffen. de koolstof, calcium en ijzer in je lichaam, de zuurstof in de lucht die je inademt, en het silicium in je computer bestaat allemaal omdat een ster deze zwaardere elementen creëerde en ze achterliet, " zei Bellstedt. "Sterren zijn de ultieme elementfabrieken in het universum."

Om te begrijpen hoe sterrenstelsels miljarden jaren geleden sterren vormden, is de zeer moeilijke taak om krachtige telescopen te gebruiken om sterrenstelsels op vele miljarden lichtjaren afstand in het verre heelal te observeren.

Echter, nabijgelegen sterrenstelsels zijn veel gemakkelijker waar te nemen. Met behulp van het licht van deze lokale sterrenstelsels, astronomen kunnen forensisch de geschiedenis van hun leven samenstellen (hun stervormingsgeschiedenis genoemd). Hierdoor kunnen onderzoekers bepalen hoe en wanneer ze in hun kindertijd sterren hebben gevormd, miljarden jaren geleden, zonder moeite om sterrenstelsels in het verre heelal waar te nemen.

traditioneel, astronomen die de geschiedenis van stervorming bestuderen, gingen ervan uit dat de algehele metaalachtigheid - of de hoeveelheid zware elementen - in een sterrenstelsel in de loop van de tijd niet verandert.

Maar toen ze deze modellen gebruikten om te bepalen wanneer sterren in het heelal zich hadden moeten vormen, de resultaten kwamen niet overeen met wat ze door hun telescopen zagen.

"De resultaten die niet overeenkomen met onze waarnemingen is een groot probleem, ' zei Bellstedt. 'Het vertelt ons dat we iets missen. Dat ontbrekende ingrediënt, het blijkt, is de geleidelijke opbouw van zware metalen in sterrenstelsels in de loop van de tijd."

Met behulp van een nieuw algoritme om de energie en golflengten van licht afkomstig van bijna 7000 nabije sterrenstelsels te modelleren, de onderzoekers slaagden erin te reconstrueren wanneer de meeste sterren in het universum zijn gevormd - voor het eerst in overeenstemming met telescoopwaarnemingen.

De ontwerper van de nieuwe code - bekend als ProSpect - is universitair hoofddocent Aaron Robotham van ICRAR's University of Western Australia-knooppunt.

"Dit is de eerste keer dat we in staat zijn geweest om te beperken hoe de zwaardere elementen in sterrenstelsels in de loop van de tijd veranderen op basis van onze analyse van deze 7000 nabije sterrenstelsels, ' zei Robotham.

"Door dit galactische laboratorium voor onze deur te gebruiken, hebben we veel waarnemingen om deze nieuwe benadering te testen, en we zijn erg enthousiast dat het werkt. Met dit hulpmiddel, we kunnen nu nabijgelegen sterrenstelsels ontleden om de toestand van het universum te bepalen en de snelheid waarmee sterren zich vormen en massa groeit in elk stadium van de afgelopen 13 miljard jaar. Het is absoluut geestverruimend spul."

Dit werk bevestigt ook een belangrijke theorie over wanneer de meeste sterren in het universum zijn gevormd.

"De meeste sterren in het universum werden vroeg in de kosmische geschiedenis geboren in extreem massieve sterrenstelsels - ongeveer drie tot vier miljard jaar na de oerknal, ' zei Bellstedt.

"Vandaag, het heelal is bijna 14 miljard jaar oud, en de meeste nieuwe sterren worden gevormd in veel kleinere sterrenstelsels."

Op basis van dit onderzoek, de volgende uitdaging voor het team zal zijn om het aantal sterrenstelsels dat wordt bestudeerd met deze techniek uit te breiden, in een poging te begrijpen wanneer, waar en waarom sterrenstelsels sterven en stoppen met het vormen van nieuwe sterren.

Bellstedt en Robotham, samen met collega's uit Australië, het VK en de Verenigde Staten, rapporteren hun resultaten in het wetenschappelijke tijdschrift the Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

De Galaxy And Mass Assembly (GAMA) is een tien jaar durend project om de evolutie van massa, energie en structuur op schalen variërend van 1kpc tot 1Mpc-metingen van eigenschappen van de interne structuren van sterrenstelsels, interagerende paren en fusies, de groepsomgeving en de grootschalige structuur.