Een nieuwe studie van wetenschappers die de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruiken, suggereert dat eerder verplaatste gassen zich opnieuw kunnen ophopen in sterrenstelsels. mogelijk het proces van de dood van sterrenstelsels vertragen, veroorzaakt door het strippen van de ramdruk, en het creëren van unieke structuren die beter bestand zijn tegen de effecten ervan.

"Veel van het eerdere werk over sterrenstelsels die door ramdruk zijn gestript, is gericht op het materiaal dat uit sterrenstelsels wordt verwijderd. In dit nieuwe werk zien we een gas dat in plaats van uit het sterrenstelsel te worden gegooid om nooit meer terug te keren, in plaats daarvan beweegt als een boemerang, uitgeworpen maar dan rondcirkelend en terugvallend naar zijn bron, " zei William Cramer, een astronoom aan de Arizona State University en de hoofdauteur van de nieuwe studie. "Door Hubble- en ALMA-gegevens met een zeer hoge resolutie te combineren, we zijn in staat om te bewijzen dat dit proces plaatsvindt."

Ram-drukstripping verwijst naar het proces dat gas uit sterrenstelsels verdringt, waardoor ze zonder het materiaal dat nodig is om nieuwe sterren te vormen. Terwijl sterrenstelsels door hun clusters van sterrenstelsels bewegen, heet gas bekend als het intra-cluster medium-of, de ruimte tussen - werkt als een krachtige wind, gassen uit de reizende sterrenstelsels duwen. Overuren, dit leidt tot de uithongering en "dood" van ooit actieve stervormende sterrenstelsels. Omdat ram-drukstripping de normale levenscyclus van sterrenstelsels kan versnellen en de hoeveelheid moleculair gas erin kan veranderen, het is van bijzonder belang voor wetenschappers die het leven bestuderen, rijping, en de dood van sterrenstelsels.

"We hebben in simulaties gezien dat niet al het gas dat door ram-drukstripping wordt geduwd, uit de melkweg ontsnapt omdat het de ontsnappingssnelheid moet bereiken om daadwerkelijk te ontsnappen en niet terug te vallen. De heraanwas die we zien, we denken dat het afkomstig is van gaswolken die uit de melkweg zijn geduwd door het strippen van de druk van de ram, en bereikte geen ontsnappingssnelheid, dus vallen ze terug, " zei Jeff Kenney, een astronoom aan de Yale University, en de co-auteur van het onderzoek. "Als je probeert te voorspellen hoe snel een sterrenstelsel na verloop van tijd stopt met het vormen van sterren en verandert in een rode, of dode melkweg, dan wil je begrijpen hoe effectief de ramdruk is om het gas eruit te halen. Als je niet weet dat gas terug kan vallen in de melkweg en doorgaan met recyclen en nieuwe sterren vormen, je gaat het uitdoven van de sterren te veel voorspellen. Bewijs van dit proces betekent nauwkeurigere tijdlijnen voor de levenscyclus van sterrenstelsels."

De nieuwe studie richt zich op NGC 4921 - een balkspiraalstelsel en het grootste spiraalstelsel in de Coma Cluster - op ongeveer 320 miljoen lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Coma Berenices. NGC 4921 is van bijzonder belang voor wetenschappers die de effecten van het strippen van de ramdruk bestuderen, omdat er overvloedig bewijs is van zowel het proces als de nasleep ervan.

"Ramdruk veroorzaakt stervorming aan de kant waar het de grootste impact heeft op de melkweg, "zei Cramer. "Het is gemakkelijk te identificeren in NGC 4921 omdat er veel jonge blauwe sterren zijn aan de kant van de melkweg waar het voorkomt."

Kenney voegde eraan toe dat het strippen van de ramdruk in NGC 4921 een sterke, zichtbare lijn tussen waar stof nog steeds bestaat in de melkweg en waar niet. "Er is een sterke stoflijn aanwezig, en verder, er is bijna geen gas in de melkweg. We denken dat dat deel van de melkweg bijna volledig is opgeruimd door ramdruk."

Met behulp van ALMA's Band 6-ontvanger, wetenschappers waren in staat om koolmonoxide op te lossen, de sleutel tot het "zien" van beide gebieden van de melkweg zonder gas, evenals die gebieden waar het opnieuw aangroeit. "We weten dat het grootste deel van het moleculaire gas in sterrenstelsels in de vorm van waterstof is, maar moleculaire waterstof is erg moeilijk direct waar te nemen, " zei Cramer. "Koolmonoxide wordt vaak gebruikt als een proxy voor het bestuderen van moleculair gas in sterrenstelsels, omdat het veel gemakkelijker te observeren is."

Het vermogen om meer van de melkweg te zien, zelfs op zijn zwakst, onthulde interessante structuren die waarschijnlijk zijn ontstaan ​​tijdens het proces van gasverplaatsing, en verder immuun voor de effecten ervan. "Ram-druk lijkt unieke structuren of filamenten te vormen in sterrenstelsels die aanwijzingen zijn over hoe een sterrenstelsel evolueert onder een ram-drukwind. In het geval van NGC 4921, ze vertonen een opvallende gelijkenis met de beroemde nevel, de pijlers van de schepping, hoewel op een veel grotere schaal, "zei Cramer. "We denken dat ze worden ondersteund door magnetische velden die voorkomen dat ze worden weggestript met de rest van het gas."

Uit observaties bleek dat de constructies meer zijn dan alleen slierten gas en stof; de filamenten hebben massa en veel. "Deze filamenten zijn zwaarder en plakkeriger - ze houden hun materiaal steviger vast dan de rest van het interstellaire medium van de melkweg kan doen - en ze lijken verbonden te zijn met die grote stofrug, zowel in de ruimte als in snelheid, "zei Kenney. "Ze lijken meer op melasse dan op rook. Als je gewoon op iets blaast dat rook is, de rook is licht, en het verspreidt zich en gaat in alle richtingen. Maar dit is veel zwaarder dan dat."

Hoewel een belangrijke doorbraak, de resultaten van het onderzoek zijn slechts een startpunt voor Cramer en Kenney, die een klein deel van slechts één melkwegstelsel onderzocht. "Als we het sterftecijfer van sterrenstelsels willen voorspellen, en het geboortecijfer van nieuwe sterren, we moeten begrijpen of en hoeveel van het materiaal dat sterren vormt, oorspronkelijk verloren aan ramdruk, daadwerkelijk terug wordt gerecycled, " zei Cramer. "Deze waarnemingen zijn van slechts één kwadrant van NGC 4921. Er valt waarschijnlijk nog meer gas terug naar andere kwadranten. Hoewel we hebben bevestigd dat wat gestript gas weer naar beneden kan 'regenen', we hebben meer waarnemingen nodig om te kwantificeren hoeveel gas terugvalt en hoeveel nieuwe sterren daardoor ontstaan."

"Een boeiende studie, het demonstreren van de kracht van ALMA en het voordeel van het combineren van zijn waarnemingen met die van een telescoop op andere golflengten, " voegde Joseph Pesce toe, NRAO/ALMA programmamedewerker bij de NSF. "Ram pressure stripping is een belangrijk fenomeen voor sterrenstelsels in clusters, en door het proces beter te begrijpen, kunnen we de evolutie van sterrenstelsels - en de natuur - beter begrijpen.

De resultaten van het onderzoek zullen worden gepubliceerd in een komende editie van The Astrofysisch tijdschrift .