Melkwegstelsels — enorme gasverzamelingen, stof, en miljarden sterren en hun zonnestelsels - vormen een fundamenteel onderdeel van ons heelal. Begrijpen hoe ze zijn gevormd en geëvolueerd gedurende kosmische tijdperken blijft een van de grootste uitdagingen van de moderne astronomie.

Hier zijn een paar redenen voor. Eerst, het aantal sterrenstelsels:astronomen hebben geschat dat er ongeveer 200 miljard sterrenstelsels in ons heelal zijn. Tweede, de enorme omvang en leeftijd van deze sterrenstelsels. Hun leeftijden variëren van 100 miljoen tot 10 miljard jaar en de grootte varieert van ongeveer 3, 000 tot 300, 000 lichtjaren. Een lichtjaar is 9,46 x 10¹² km - duidelijk, dan, sterrenstelsels zijn enorm en oud.

Echter, sterrenstelsels zijn niet helemaal mysterieus. Dankzij technologie kunnen astronomen ze veel gedetailleerder bestuderen en analyseren dan voorheen mogelijk was. Onze nieuwe studie gebruikte observaties van de krachtige MeerKAT-radiotelescooparray, gevestigd in Zuid-Afrika, om meer dan 2 te analyseren, 000 sterrenstelsels. MeerKAT is de meest gevoelige radiotelescoop op het zuidelijk halfrond tot de Square Kilometre Array (SKA, die de grootste radiotelescoop ter wereld zal zijn) is voltooid.

Onze bevindingen suggereren dat, binnen de sterrenstelsels die we hebben geanalyseerd, hun evolutieproces gaat waarschijnlijk gepaard met kosmische stralingselektronen die in de loop van de tijd energie verliezen. De energie verdwijnt niet - en kan niet - zomaar verdwijnen. In plaats daarvan, terwijl de elektronen vertragen, hun energie wordt omgezet in die van de elektromagnetische emissies. Deze emissies, na het ontsnappen aan de grenzen van de melkweg en het oversteken van de kosmische afstanden, behoren tot de veelbetekenende signalen die door de MeerKAT worden opgepikt.

Deze bevindingen helpen ons de aard van deze sterrenstelsels beter te begrijpen, en bovendien, de vorming en evolutie van sterrenstelsels in het algemeen, inclusief ons eigen sterrenstelsel, De melkweg, die op dit moment mogelijk een soortgelijk proces doormaakt. Dit is geen proces om je zorgen over te maken; het is gewoon iets dat wetenschappers beter willen begrijpen.

De gegevens combineren

Onze studie was een zogenaamde statistische analyse. Verschillende astrofysische verschijnselen creëren elektromagnetische golven in verschillende golflengten, inclusief radio, zichtbaar licht, infrarood, ultraviolet, en röntgenstralen. Het is daarom belangrijk om verschillende waarnemingen over een breed spectrum aan spectra te kunnen combineren. Dat is wat een statistische analyse mogelijk maakt.

Wij selecteerden er 2, 094 sterrenstelsels die actief zijn in het vormen van sterren, wat betekent dat ze energiek en jong zijn - in kosmische tijdschalen. Dit is een ideaal voorbeeld om de manier waarop sterrenstelsels opgroeien te bestuderen en de belangrijkste kenmerken die hun vorming en evolutie beïnvloeden.

De afstanden tot deze sterrenstelsels zijn zo groot dat licht, de snelste boodschapper in het heelal, duurt ongeveer 1 tot 11 miljard jaar om van hen te komen. Dus, de sterrenstelsels die we nu waarnemen weerspiegelen hoe ze er ongeveer 1 tot 11 miljard jaar geleden uitzagen; ze bevinden zich in verschillende evolutionaire stadia.

Volgende, we hebben de fundamentele fysieke eigenschappen van deze verre sterrenstelsels bestudeerd door de nieuwe waarnemingen van MeerKAT en de bestaande waarnemingsgegevens van andere telescopen te combineren. De MeerKAT-gegevens werden gedurende bijna 20 uur verzameld als onderdeel van het MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration (MIGHTEE)-project. Dit is bedoeld om de diepe extragalactische ruimte te observeren om de kosmische evolutie van sterrenstelsels te onderzoeken. Het is een van de grote onderzoeksprojecten van de MeerKAT die prioriteit hebben gekregen van het South African Radio Astronomy Observatory.

Belangrijkste bevindingen

Door de emissie van licht in zichtbaar te combineren, infrarood, en radio van deze geselecteerde 2, 094 sterrenstelsels, de studie mat hoe enorm, hoe actief, en hoe helder ze lijken te zijn op verschillende radiofrequenties, evenals enkele andere fundamentele fysieke eigenschappen. Vervolgens hebben we de intensiteiten van radio-emissie verbonden met de gemeten fysieke eigenschappen van deze sterrenstelsels.

Het verschil tussen de radio-emissies op verschillende radiofrequenties was gecorreleerd met de massa van de sterrenstelsels. Gemiddeld, de meest massieve sterrenstelsels vertonen het grootste verschil in radio-emissie-intensiteit bij verschillende radiofrequenties. Gemiddeld, we ontdekken dat hoe massiever een sterrenstelsel is, hoe groter een dergelijk verschil meestal is.

Verdere kwantitatieve analyse toont aan dat deze statistische trend consistent is met de radio-emissie van kosmische stralingselektronen die geleidelijk vertragen - een proces dat deze sterrenstelsels in verschillende stadia van evolutie begeleidt.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.