• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Kosmisk strålning påverkar stjärnbildningen i galaxer

    En bild av en galax sedd framifrån i en simulering. Den visar fördelningen av gas över galaxen (röd är högre densitet och blå är lägre densitet); gasens klumpighet är uppenbar. När transport av kosmisk strålning undertrycks, simuleringarna visar att denna klumpighet minskar, i sin tur minskar stjärnbildningsaktiviteten. Astronomer som modellerar influenser från kosmisk strålning på stjärnbildning har motiverat sina simuleringar med gammastrålningsobservationer för att undersöka transport av kosmisk strålning. Kredit:Semenov et al., 2021

    Utlösandet av stjärnbildning, och även dess släckning, regleras av unga massiva stjärnor i galaxer som injicerar energi och fart i det interstellära mediet. Feedback från de supermassiva svarta hålen vid galaxernas kärnor spelar en lika viktig roll. Dessa processer driver de massiva gasutflöden som observeras i galaxer, till exempel. Men detaljerna, inklusive hur de fungerar och de relativa rollerna för de olika feedbackprocesserna, diskuteras aktivt. Kosmiska strålar i synnerhet accelereras i starka stötar som bildas av supernovaexplosioner och stjärnvindar (båda aspekter av stjärnbildning), och genererar avsevärt tryck i det interstellära mediet. De spelar en central roll för att reglera termisk balans i täta molekylära moln där de flesta stjärnor bildas och kan spela en viktig roll för att reglera stjärnbildning, driver galaktiska vindar, och även vid bestämning av det intergalaktiska mediets karaktär. Astronomer tror att en nyckelegenskap som begränsar kosmisk strålning är förmågan att fortplanta sig från platserna där de produceras till det interstellära mediet och bortom skivan, men detaljerna är inte särskilt väl förstådda.

    CfA-astronomen Vadim Semenov och två medarbetare använde datorsimuleringar för att utforska hur en sådan variation av kosmisk strålning kan påverka stjärnbildningen i galaxer, motiverad av nya observationer av gammastrålning från närliggande källor för kosmisk strålning inklusive stjärnhopar och supernovarester. Observationerna undersöker utbredningen av kosmisk strålning eftersom en betydande del av gammastrålning tros produceras när kosmisk strålning interagerar med interstellär gas. De observerade gammastrålningsflödena tyder på att kosmisk strålningsutbredning nära sådana källor lokalt kan undertryckas av en betydande faktor, upp till flera storleksordningar. Teoretiska arbeten tyder på att sådan undertryckning kan vara resultatet av olinjära interaktioner av kosmiska strålar med magnetfält och turbulens.

    Forskarna använde simuleringarna för att undersöka effekterna av att undertrycka transporten av kosmiska strålar nära källorna. De finner att undertryckning orsakar en lokal tryckuppbyggnad och producerar starka tryckgradienter som förhindrar bildandet av de massiva klumpar av molekylär gas som skapar nya stjärnor, kvalitativt förändra den globala fördelningen av stjärnbildning, speciellt i massiva, gasrika galaxer som är benägna att klumpbildning. De drar slutsatsen att denna kosmiska stråleffekt reglerar utvecklingen av strukturen på galaxens skiva och är ett viktigt komplement till de andra processer som är aktiva i att forma galaxen.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com