Den komplexa mekaniken som avgör hur galaxer snurrar, växa, kluster och dö har avslöjats efter att all data som samlats in under ett enormt sjuårigt australiensiskt ledt astronomiforskningsprojekt släppts.

Forskarna observerade 13 galaxer åt gången, byggnad till totalt 3068, med hjälp av ett specialbyggt instrument som kallas Sydney-AAO Multi-Object Integral-Field Spectrograph (SAMI), kopplat till det 4-meters Anglo-Australian Telescope (AAT) vid Siding Spring Observatory i New South Wales. Teleskopet drivs av Australian National University.

Övervakas av ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D), projektet använde buntar av optiska fibrer för att fånga och analysera färgband, eller spektra, på flera punkter i varje galax.

Resultaten gjorde det möjligt för astronomer från hela världen att utforska hur dessa galaxer interagerade med varandra, och hur de växte, påskyndas eller saktas ner med tiden.

Ingen galax är den andra lik. De har olika utbuktningar, halo, skivor och ringar. Vissa bildar nya generationer av stjärnor, medan andra inte har gjort det på miljarder år. Och det finns kraftfulla återkopplingsslingor i dem som drivs av supermassiva svarta hål.

"SAMI-undersökningen låter oss se de faktiska interna strukturerna i galaxer, och resultaten har varit överraskande, " sa huvudförfattaren professor Scott Croom från ASTRO 3-D och University of Sydney.

"Den stora storleken på SAMI-undersökningen låter oss identifiera såväl likheter som skillnader, så vi kan komma närmare att förstå de krafter som påverkar galaxernas förmögenhet under deras mycket långa liv."

Undersökningen, som började 2013, har redan legat till grund för dussintals astronomitidningar, med flera under förberedelser. Ett dokument som beskriver den slutliga datafrigivningen – inklusive, för första gången, detaljer om 888 galaxer inom galaxkluster – publicerades idag på arxiv pre-print server och i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

"Galaxernas natur beror både på hur massiva de är och deras miljö, sa professor Croom.

"Till exempel, de kan vara ensamma i tomrum, eller trängs in i det täta hjärtat av galaktiska hopar, eller någonstans däremellan. SAMI-undersökningen visar hur galaxernas inre struktur är relaterad till deras massa och miljö på samma gång, så vi kan förstå hur dessa saker påverkar varandra."

Forskning som härrör från undersökningen har redan avslöjat flera oväntade resultat.

En grupp astronomer visade att riktningen för en galax snurr beror på de andra galaxerna runt den, och ändras beroende på galaxens storlek. En annan grupp visade att mängden rotation en galax har främst bestäms av dess massa, med liten påverkan från den omgivande miljön. En tredje tittade på galaxer som höll på att avveckla stjärnbildning, och fann att för många började processen bara en miljard år efter att de drev in i de täta innerstadsregionerna av kluster.

"SAMI-undersökningen sattes upp för att hjälpa oss att svara på några riktigt breda frågor på toppnivå om galaxens evolution, " sa medförfattaren Dr. Matt Owers från Macquarie University i Australien.

"Den detaljerade informationen vi har samlat in kommer att hjälpa oss att förstå grundläggande frågor som:Varför ser galaxer olika ut beroende på var de bor i universum? Vilka processer stoppar galaxer från att bilda nya stjärnor och, omvänt, vilka processer driver bildandet av nya stjärnor? Varför rör sig stjärnorna i vissa galaxer i en välordnad roterande skiva, medan deras banor i andra galaxer är slumpmässigt orienterade?"

Professor Croom lade till, "Undersökningen är klar nu, men genom att göra allt offentligt hoppas vi att uppgifterna kommer att fortsätta att bära frukt från många, många år framöver."

Medförfattare docent Julia Bryant från ASTRO 3-D och University of Sydney sa:"Nästa steg i den här forskningen kommer att använda ett nytt australiensiskt instrument - som vi har kallat Hector - som kommer att börja fungera 2021, öka detaljerna och antalet galaxer som kan observeras."

När den är helt installerad i AAT, Hector kommer att undersöka 15, 000 galaxer.

Den fullständiga datamängden är tillgänglig online via Australian Astronomical Optics (AAO) Data Central.