Egy hét éve tartó, ausztrál vezetésű, rendkívül kiterjedt és átfogó megfigyelési program eredményeként sok újat tanulhatnak a csillagászok a galaxisok összetett viselkedéséről: forgásukról, növekedésükről, csoportosulásaikról és a halálukról is.
A program céljaira saját, testre szabott műszert is építettek, a Sydney-AAO Multi-Object Integral-Field Spectrographot (SAMI). Ez Ausztráliában, az új-dél-wales-i Siding Spring Obszervatóriumban működő, 4 m-es főtükrű Anglo-Australian Telescope (AAT) távcsövön üzemel. A SAMI egyszerre 13 galaxist képes megfigyelni, miközben mindegyik célpontnak egyszerre 61 pontjáról vesz fel spektrumot. Így a program hét éve alatt rengeteg megfigyelési adatot gyűjtöttek össze a több mint 3000, viszonylag közeli galaxisról – a célpontok java része a Tejútrendszer 500 Mpc-es (1,5 milliárd fényéves) környezetéből került ki. Az adatok publikusak, és bárki tanulmányozhatja bennük a galaxisok kölcsönhatásait, növekedésüket, valamint az idők során elszenvedett felgyorsulásukat vagy épp lelassulásukat.
Nincs két egyforma galaxis. Különbözhetnek a korongjaik, a halóik, a spirálkarjaik és a központi dudorjaik is. Egyesekben fiatal csillagok születnek épp, míg másokban már évmilliárdok óta nem zajlott számottevő csillagkeletkezés. Mindegyikükben erős visszacsatolás működik azonban a központi fekete lyuk aktivitása és a külső régiók csillagkeletkezése között. „A SAMI-program révén feltártuk a galaxisok belső szerkezetét, és meglepő eredményeket találtunk” – kezdi mondandóját a program vezető kutatója, Scott Croom professzor, az ASTRO 3D (ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions) és a Sydney-i Egyetem munkatársa. – „A minta puszta méretéből adódóan számos hasonlóságot és különbséget is találhatunk az elemek között, így jobban megérthetjük a galaxisok garmadájának hosszú életét befolyásoló hatásokat.”
A 2013-ban indult felmérés részeredményei alapján már eddig is tucatnyi tudományos cikk jelent meg. A végleges galaxisminta 3068 elemű, melyből 888 galaxis nyolc, mélyebben is feltérképezett galaxishalmazhoz tartozik. Ezt a hatalmas adatbázist a napokban publikálták a program résztvevői. „A galaxisok tulajdonságait a tömegük mellett a környezetük is meghatározza” – húzza alá Croom. – „Élhetnek a galaxisok akár magányosan egy tágas térrészben, vagy éppen zsúfoltan egy galaxishalmaz központjában. Vagy bárhol e kettő között. A SAMI-felmérés rámutat, hogy miképp viszonyul egy galaxis belső szerkezete egyszerre a tömegéhez és a környezetéhez is, így megérthetjük, miképp befolyásolják egymást ezek a tényezők.”
A SAMI galaxisfelmérési program adatai alapján máris több meglepő felfedezés született. Egy kutatócsoport kimutatta például, hogy a galaxisok forgásának iránya függ az őt körülvevő többi galaxistól, és a galaxis méretétől függően is változik. Egy másik csoport ugyanakkor azt találta, hogy a galaxisok perdülete elsősorban azok tömegétől függ, míg erre csekély hatást gyakorol csak a környezet. Egy harmadik csoport eközben azokat a galaxisokat vizsgálta meg alaposabban, amelyekben lecsökkent a csillagkeletkezés üteme. A csillagászok azt állapították meg, hogy a legtöbb ilyen galaxisban ez a folyamat csak mintegy milliárd évvel azt követően kezdődött meg, hogy a galaxis a halmaz zsúfolt központjába sodródott.
„A SAMI-felméréssel az volt a célunk, hogy választ kapjunk a galaxisfejlődés néhány egészen alapvető kérdésére” – fejti ki Dr. Matt Owers, a kutatási program egyik résztvevője, a szintén sydney-i Macquarie Egyetem munkatársa. – „Az összegyűjtött óriási adathalmaz révén megérthetjük például, hogy miért különböznek a galaxisok egymástól a világegyetemben elfoglalt helyüktől függően; hogy milyen folyamatok állítják le a galaxisokban a csillagkeletkezést, vagy épp milyen folyamatok hajtják azt; hogy miért mozognak a csillagok egyes galaxisokban szigorúan rendezetten, korongot formálva, míg másokban teljesen véletlenszerű pályák mentén.”
A SAMI csillagászainak pedig már újabb céljai vannak. A programot kiterjesztve kívánják folytatni 2021-től, a még nagyobb teljesítményű Hector nevű műszerrel, amivel a tervek szerint 15 ezer galaxist fognak a SAMI-nál is részletesebben megfigyelni. Noha az eredeti SAMI galaxisfelmérési projekt mára lezárult, a most nyilvánossá tett adatbázis még sok-sok évig szolgálhat gyümölcsöző kutatások alapjául.
Forrás: ASTRO 3D