Dlaczego galaktyki przestają tworzyć gwiazdy? Nowe badanie podważa wieloletnią teorię

Najnowsze badanie dostarcza wskazówek, dlaczego galaktyki przestają tworzyć gwiazdy, i sugeruje, że zderzenia tych obiektów mogą nie być główną przyczyną tego procesu.

Zderzenia galaktyk nie muszą wygaszać narodzin gwiazd

.Dotychczas astronomowie uważali, że zderzenia galaktyk są procesami niezwykle chaotycznymi, przez które proces powstawania gwiazd gwałtownie ustaje. Jednak w ramach nowego badania, opublikowanego w czasopiśmie „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, naukowcy z Florida International University odkryli, że to przekonanie może nie być prawdziwe, i zasugerowali, że większość galaktyk wcale nie „umiera” w wyniku spektakularnych kosmicznych kolizji.

Zrozumienie przez naukowców tego, dlaczego galaktyki przestają formować gwiazdy, jest jednym z najważniejszych pytań dotyczących ewolucji galaktyk, ponieważ może pomóc wyjaśnić, jak zmieniają się one na przestrzeni miliardów lat. Badacze wykazali, że zderzenia galaktyk nie są ani konieczne, ani wystarczające, aby zatrzymać proces powstawania nowych gwiazd – zjawisko określane przez astronomów jako wygaszanie (quenching).

Nowe badanie wskazuje, że znacznie większą rolę w zatrzymywaniu formowania gwiazd odgrywają powolne procesy zachodzące wewnątrz samych galaktyk.

Wieloletnia teoria została poddana próbie

.Dotychczas astronomowie uznawali zderzenia galaktyk za jedno z głównych wyjaśnień, dlaczego aktywne galaktyki z czasem przestają tworzyć nowe gwiazdy. Badacze postanowili sprawdzić długo funkcjonującą w astronomii koncepcję znaną jako paradygmat „merger-quasar-quench”. Zakłada ona, że podczas zderzenia ogromne ilości gazu są kierowane do centrów galaktyk, zasilając supermasywne czarne dziury. Te z kolei uwalniają olbrzymie ilości energii, ogrzewając lub usuwając gaz niezbędny do narodzin kolejnych gwiazd.

Teoria ta przez dziesięciolecia kształtowała badania astrofizyczne. Tradycyjnie naukowcy koncentrowali się na obserwacjach niezwykle jasnych kwazarów, wzmożonej aktywności czarnych dziur i gwałtownych zjawisk zachodzących w centrach galaktyk. Jak wskazali astronomowie w nowym badaniu, kluczowe znaczenie ma całkowita energia uwalniana przez czarną dziurę w ciągu miliardów lat, nawet jeśli proces ten nie jest widowiskowy.

Symulacje przyniosły zaskakujące wyniki

.Badacze przeanalizowali ponad 11 tys. symulowanych galaktyk z wykorzystaniem IllustrisTNG, jednej z najbardziej zaawansowanych kosmologicznych symulacji na świecie. Pozwoliła ona prześledzić miliardy lat historii Wszechświata i obserwować, jak galaktyki rosły, zderzały się, zasilały swoje centralne czarne dziury i ostatecznie przestawały tworzyć gwiazdy.

Gdyby to właśnie zderzenia galaktyk odpowiadały za wygaszanie, badacze spodziewali się, że proces formowania gwiazd będzie ustawał wkrótce po takich kolizjach. Okazało się jednak, że zdarzało się to bardzo rzadko. Według wyników badań jedynie około 3 proc. dużych kolizji było związanych z wygaszeniem procesu formowania gwiazd w ciągu miliarda lat.

Nawet po uwzględnieniu wszystkich rodzajów zderzeń tylko około 12 proc. przypadków wiązało się z ustaniem narodzin nowych gwiazd. Co więcej, większość galaktyk, które przestały je tworzyć, nie wykazywała żadnych śladów niedawnego zderzenia.

Co naprawdę wygasza proces powstawania gwiazd?

.Jak opisują astronomowie, wyniki te nie odpowiadają na pytanie, co ostatecznie powoduje, że galaktyki przestają tworzyć gwiazdy, ale sugerują, że, aby rozwiązać tę zagadkę, należy spojrzeć poza katastrofalne zderzenia tych obiektów.

Emil Gołoś