Dlaczego Andromeda tworzy coraz mniej gwiazd?

Formowanie gwiazd w Andromedzie wyraźnie zwalnia. Analiza około 200 milionów gwiazd zarejestrowanych przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a wykazała, że tempo narodzin nowych obiektów spada od około 500 milionów lat, a w ciągu ostatnich 40 milionów lat proces ten wyraźnie przyspieszył. Wyniki badania pomagają lepiej zrozumieć ewolucję galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej.

W ramach nowego badania naukowcy pod kierownictwem Tobina Wainera z University of Washington, wykorzystując dane z należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, wykazali, że tempo formowania gwiazd w pobliskiej galaktyce Andromedy spada od około 500 milionów lat, a w ciągu ostatnich 40 milionów lat proces ten wyraźnie przyspieszył. Andromeda, galaktyka spiralna porównywalna rozmiarami z Drogą Mleczną, jest położona niezwykle blisko jak na standardy kosmiczne – około 2,5 miliona lat świetlnych od Ziemi – co daje astronomom wyjątkową możliwość szczegółowego badania jej populacji gwiazd, pozwalając lepiej zrozumieć ewolucję galaktyk podobnych do naszej. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”.

Historia Andromedy zapisana w gwiazdach

W swojej analizie badacze połączyli dane z dwóch przeglądów wykonanych przez Teleskop Hubble’a: Panchromatic Hubble Andromeda Treasury oraz Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury. Łącznie w ramach tych dwóch projektów udało się zmapować dwie trzecie dysku Andromedy z niezwykle wysoką szczegółowością. Naukowcy przeanalizowali około 200 milionów pojedynczych gwiazd, uzyskując wyjątkowo szczegółowy obraz historii aktywności galaktyki.

Astronomowie wskazują, że badanie pojedynczych gwiazd pomaga lepiej zrozumieć cały proces formowania się galaktyki. Masywne obiekty są bardziej niebieskie i żyją krótko, natomiast te o mniejszej masie mają bardziej czerwoną barwę i mogą istnieć znacznie dłużej. Dlatego obszary, w których niedawno powstawały nowe gwiazdy, zawierają większy udział niebieskich obiektów, podczas gdy regiony o mniejszej aktywności są zdominowane przez czerwone.

Naukowcy podzielili obrazy Andromedy na pola o rozmiarach około 300 lat świetlnych i odtworzyli historię formowania gwiazd w każdym z nich, aby uzyskać pełny obraz ewolucji całej galaktyki. Wcześniejsze badania wskazywały, że około 2 miliardów lat temu Andromeda doświadczyła gwałtownego wzrostu tempa formowania gwiazd, prawdopodobnie w wyniku oddziaływania lub zderzenia z inną galaktyką. Od tamtej pory aktywność ta systematycznie słabnie.

Wyraźne spowolnienie

Astronomowie mierzą tempo formowania gwiazd, obliczając, jaka ilość gazu i pyłu jest przekształcana w gwiazdy w ciągu roku. Analizy wykazały, że jeszcze 500 milionów lat temu Andromeda tworzyła gwiazdy w tempie odpowiadającym jednej masie Słońca rocznie. Około 40 milionów lat temu wartość ta spadła do połowy, a obecnie wynosi już zaledwie około jednej piątej tej wartości.

Badacze sprawdzili również, czy spadek ten zachodził równomiernie w całej galaktyce. Odkryli, że większość niedawnego formowania gwiazd koncentrowała się w pierścieniu gwiazdotwórczym położonym około 32 tysięcy lat świetlnych od centrum Andromedy. To właśnie malejąca aktywność w tym obszarze w największym stopniu odpowiada za obserwowane spowolnienie. Zdaniem naukowców nie wynika ono z wyczerpywania się gazu i pyłu potrzebnych do narodzin nowych obiektów, lecz jest raczej naturalnym wyhamowaniem po wcześniejszym okresie wyjątkowo intensywnej aktywności.

Galaktyka satelitarna głównym podejrzanym

Astronomowie przyjrzeli się również temu, czy spadek aktywności gwiazdotwórczej może mieć związek z bliskim położeniem jednej z galaktyk satelitarnych, M32 (Messier 32). Naukowcy sugerują, że znajduje się ona około 16 tysięcy lat świetlnych od Andromedy, jednak jej rzeczywiste położenie w przestrzeni pozostaje niepewne, dlatego nie wiedzą, czy i kiedy mogła ona oddziaływać z dyskiem Andromedy.

Dane z przeglądu Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury pozwoliły naukowcom prześledzić historię formowania gwiazd w rejonie sąsiadującym z M32. Odkryli, że obszar ten wykazuje wyraźniejsze oznaki spadku aktywności niż pozostałe części galaktyki. Badanie wskazało również, że proces ten rozpoczął się około 60 milionów lat temu, co może pomóc określić moment oddziaływania satelity z dyskiem Andromedy. Astronomowie nie są jednak w stanie jednoznacznie stwierdzić, że obserwowany spadek formowania gwiazd został spowodowany przez M32, ale pozostaje ona głównym podejrzanym mogącym wpływać na ten proces z racji swojego położenia.

Emil Gołoś