Kosmiline hingamine: Kuidas gaas reguleerib tähtede teket galaktikates

Gaasil on otsustav roll galaktikate elutsüklis, reguleerides nende tähtede teket ja mõjutades lõpuks nende arengut. Erinevalt tähtedest ja galaktikatest, mida on lihtne jälgida, on gaasi palju raskem näha. Siiski on tehnoloogia areng võimaldanud astronoomidel paremini mõista, kuidas gaas galaktikatesse voolab ja sealt väljub ning kuidas see mõjutab tähtede teket.

Universumi varajastes päevades oli kõik gaasi kujul. Miljardite aastate jooksul kogunes gaas kokku, et moodustada galaktikad ja tähed. Kui tähtedel on läbi elutsükli, lasevad nad gaasi tagasi ümbritsevasse ruumi. See gaas on algselt kuum ja hõre, muutes selle tihendamisele vastupidavaks. Kuid kui gaas jahtub, suureneb selle tihedus ja galaktika gravitatsioonitõmme muutub tugevamaks. Gaas tõmmatakse tagasi galaktikasse, kus see võib kokku kukkuda pilvedeks ja lõpuks moodustada uusi tähed. Seda protsessi, mida tuntakse kosmilise hingamisena, kasutatakse gaasi ringluseks galaktikate vahel.

Astronoomid on suutnud uurida kosmilist hingamist, jälgides kaugemate kvasarite valguse abil gaasi voolu. Nad on avastanud, et galaktika ümbritsev keskkond (CGM), galaktikat ümbritsev gaas, mängib olulist rolli galaktika tähtede teket toetava kütuse ringluses. See toimib galaktika kütusena, galaktika tagasiside ja ringluspaigana ning on oluline regulatsioonimehhanism galaktika gaasivarustuse jaoks.

Uuringud on näidanud, et CGM-i gaasil on kõrgem metallisisaldus võrreldes muudest galaktikatest väljaspool asuvate gaasipilvedega. See näitab, et CGM-i gaas on välja hingatud gaas, mis on juba olnud galaktikas, kuid surutud välja. CGM-i gaas on tihedam ja temperatuurivahega laiem kui galaktikatevaheline keskkond (IGM), mis raskendab selle jälgimist. Siiski annavad väljavoolavad gaasid, mis on lihtsamini avastatavad, väärtuslikke teadmisi kosmilise hingamise protsessides.

Kuigi väljavoolude täpne põhjus on endiselt teadmata, usuvad astronoomid, et supernovad, tähtede tuuled, musta augu jetid ja tagasiside mängivad kõik rolli. Olenemata konkreetselt toimivatest mehhanismidest, lõpeb kosmiline hingamine lõpuks, viies tähtede tekkimise vähenemiseni. Seda nähtust, mida tuntakse “drosseerimise” nime all, on astronoomid laialdaselt vaadelnud ja uurinud.

Kokkuvõttes annab kosmilise hingamise ja gaasi voolu uurimine galaktikatest sisse ja välja hinnalisi teadmisi galaktikate evolutsiooni kujundavate protsesside kohta aja jooksul. Mõistes, kuidas gaas reguleerib tähtede teket, saavad astronoomid süvendada oma arusaama universumist ja selle keerukatest struktuuridest.

Allikad:
– ESA–AOES Medialab (kunstniku kontseptuaalne pilt)
– Tumlinson et al. (2017) (viitamise paber)