Astronomen Gregory Rudnick ser universum korsas av något som liknar ett interstellärt motorvägssystem. Filament - strängarna av aggregerad materia som sträcker sig miljontals ljusår över universum för att koppla samman galaxhopar - är motorvägarna.

"Galaxer kommer att flöda längs filament från mindre täta delar av universum till mer täta delar av universum, ungefär som bilar som rinner nerför en motorväg till storstaden. I detta fall, de går mot stora kluster, dras av gravitationen av dessa stora koncentrationer av materia, " han sa.

Rudnick, docent i fysik och astronomi vid University of Kansas, vill veta mer om hur filament påverkar galaxer som rör sig genom dem. Nu, KU-forskaren har tjänat $280, 000 anslag från National Science Foundation för att leda ett internationellt samarbete som undersöker galaxer som sträcker sig längs denna "kosmiska väv" av filament.

"Jag är intresserad av hur galaxer påverkas av de regioner där de lever, Sade Rudnick. Filament är det första stället där galaxer kommer i kontakt med områden med högre täthet i universum. Om en galax i en "lantlig" del av universum går in i en tät del, Jag vill veta hur dess egenskaper förändras – till exempel, ändrar det antalet stjärnor som det bildar, eller ändras dess form? Med hjälp av motorvägsanalogin, när du kör in i Kansas City, när du går byggs det upp fler och fler bilar bredvid dig, och ibland händer det bilolyckor – det här är ungefär som det verkliga universum eftersom galaxer kan kollidera, för."

Rudnick och kollegor kommer att använda flera teleskop runt om i världen för att observera neutralt väte och molekylär gas i galaxer när de färdas längs filament. Teamet hoppas kunna avgöra om mängden gas - bränslet för stjärnbildning - är mindre rikligt i filamentgalaxer än i galaxer från andra miljöer, som de själva eller de i grupper eller kluster av galaxer.

"När galaxer går in i ett glödtråd kan trycket från den diffusa gasen i glödtråden sakta ner hur snabbt galaxen bildar stjärnor, " Sa Rudnick. "Varje galax har gas - och om det finns tillräckligt, den kan kollapsa till små klumpar och bilda stjärnor. Galaxer matas ständigt av gas och blåser ut den i ett komplext system. När en galax går in i en glödtråd, gasen som vanligtvis matas in i en galax blir nu bara en del av glödtråden. Galaxen kan kopplas bort från sin gasnavelsträng."

Med andra ord, Rudnick sa, "Kanske är en filament som en lång motorväg utan många bensinstationer."

Rudnicks medarbetare inkluderar Rose Finn och Graziano Vernizzi från Sienna College i Loudonville, New York, samt forskare runt om i världen och KU-studenter — inklusive en doktorand som kommer att få direkt stöd av anslaget. Teamet kommer att använda flera teleskop inklusive Philips Claude Telescope på Mount Laguna Observatory i Kalifornien, varav KU äger en andel. Gruppen kommer också att använda IRAM-teleskopet vid Pico Veleta i spanska Sierra Nevada, Nançay Radio Telescope i Frankrike och ett av NASA:s astronomiska rymdteleskop med infraröd våglängd, kallad "WISE" för Wide-field Infrared Survey Explorer.

Teamets observationer kommer att studera målgalaxerna i många olika ljusvåglängder, avslöjar olika delar av information om dem. Till exempel, inte bara kommer utredarna att observera stjärnorna som finns i galaxerna utan också gasen som är råvaran för bildandet av nya stjärnor.

"Gas har många faser och olika former, " Sa Rudnick. "Neutralt väte är enstaka väteatomer med en proton och en elektron. Men när det blir komprimerat, väteatomerna kan kombineras för att bilda molekylärt väte med två atomer — det är det som stjärnor bildas av. Neutralt väte är reservoaren av gas, och när det slussas in i galaxer blir det molekylärt väte och kan bilda stjärnor – och det lyser. Genom att observera glödet i ljus som är osynligt för ögat, men synlig med radioteleskop, vi kan mäta bränsletillförseln för galaxer."

Rudnick sa att teamet skulle göra observationer vid många olika våglängder för att bättre förstå gascykeln i galaxer när den tillförs, uppvärmd, används och utvisas. Till exempel, att observera emissionen av joniserat väte, teamet kommer att fokusera på specifika våglängder av ljus som motsvarar de i den röda delen av det synliga spektrumet. Det är dessa observationer som kommer att genomföras med KU:s andel i Philips Claud-teleskopet på berget Laguna.

"Om du tar en väteatom och slår av en elektron och om den faller tillbaka på atomen senare, den avger ljus vid en specifik våglängd, " Sa Rudnick. "Ljuset från det specifika ljuset berättar var stjärnorna bildas just nu. Och "just nu" är inom fem till 10 miljoner år – i astronomitermer är det ett ögonblick eftersom det tar åtminstone några hundra miljoner år för dessa galaxer att märkbart utvecklas."

En del av bidragsarbetet kommer också att stödja ett framgångsrikt forskningsbaserat astronomiprogram i lokala Kansas-skolor, utöka den till 20 elever med olika bakgrund.

"Jag är nu inne på det femte året som jag driver ett uppsökande program på Lawrence High School, " sa Rudnick. "Som en del av programmet, Jag arbetar med en lärare som tog sin kandidatexamen i astronomi vid KU och med en KU-examen, båda som hjälper till att genomföra kursen. Under första terminen, studenter går en klass i astronomi som liknar det vi lär studenter på KU. Under andra terminen, de gör ett forskningsprojekt med data från NASA:s Spitzer Space Telescope, som kulminerar i ett minisymposium vid KU med deltagande av fakultets- och doktorander."