Simulering som visar fördelning av mörk materiadensitet överlagrat med gasdensiteten. Den här bilden visar rent gaskanalerna som förbinder den centrala galaxen med dess grannar. Kredit:Gupta et al/ASTRO 3D/ IllustrisTNG-samarbete.
Galaxer växer sig stora genom att äta upp sina mindre grannar, visar ny forskning.
Exakt hur massiva galaxer når sin storlek är dåligt förstått, inte minst för att de sväller över miljarder år. Men nu har en kombination av observation och modellering från forskare ledda av Dr Anshu Gupta från Australiens ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D) gett en viktig ledtråd.
I en tidning publicerad i Astrofysisk tidskrift , forskarna kombinerar data från ett australiensiskt projekt kallat Multi-Object Spectroscopic Emission Line (MOSEL) survey med ett kosmologiskt modelleringsprogram som körs på några av världens största superdatorer för att få en glimt av krafterna som skapar dessa uråldriga galaktiska monster.
Genom att analysera hur gaser i galaxer rör sig, Dr Gupta sa, det är möjligt att upptäcka andelen stjärnor som tillverkas internt – och andelen som effektivt kannibaliserats från någon annanstans.
"Vi fann att i gamla massiva galaxer - de som är cirka 10 miljarder ljusår bort från oss - rör sig saker i många olika riktningar, " Hon sa.
"Det tyder starkt på att många av stjärnorna inom dem har förvärvats utifrån. Med andra ord, de stora galaxerna har ätit upp de mindre."
Simulering som visar fördelning av mörk materia partiklar runt galaxen. Kredit:Gupta et al/ASTRO 3D/ IllustrisTNG-samarbete
Eftersom ljus tar tid att resa genom universum, galaxer längre bort från Vintergatan ses vid en tidigare tidpunkt i sin existens. Dr. Guptas team fann att observation och modellering av dessa mycket avlägsna galaxer visade mycket mindre variation i deras inre rörelser.
"Vi var sedan tvungna att ta reda på varför "äldre", närmre stora galaxer var så mycket mer oordnade än de "yngre", mer avlägsna sådana, " sa andra författaren ASTRO 3-Ds Dr. Kim-Vy Tran, som gillar Dr Gupta, är baserad på UNSW Sydney.
"Den mest troliga förklaringen är att under de mellanliggande miljarderna år har de överlevande galaxerna blivit feta och oordnade genom att införliva mindre galaxer. Jag tänker på det som stora galaxer som har ett konstant fall av kosmiska munchies."
Forskargruppen – som inkluderade forskare från andra australiensiska universitet plus institutioner i USA, Kanada, Mexiko, Belgien och Nederländerna – körde sin modellering på en specialdesignad uppsättning simuleringar som kallas IllustrisTNG.
Detta är ett flerårigt, internationellt projekt som syftar till att bygga en serie stora kosmologiska modeller av hur galaxer bildas. Programmet är så stort att det måste köras samtidigt på flera av världens mest kraftfulla superdatorer.
"Modelleringen visade att yngre galaxer har haft mindre tid att smälta samman med andra, " sa Dr Gupta.
"Detta ger en stark ledtråd till vad som händer under ett viktigt skede av deras utveckling."
