Galaxer förorenar miljön de finns i, forskare har funnit.

Ett team av astronomer ledda av Alex Cameron och Deanne Fisher från ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) använde ett nytt bildsystem på WM Keck Observatory på Hawaii för att bekräfta att det som flyter in i en galax är mycket renare än vad som rinner ut.

Forskningen publiceras idag i The Astrophysical Journal .

"Enorma gasmoln dras in i galaxer och används i processen att göra stjärnor, " sa co-lead författare Deanne Fisher, docent vid Center for Astrophysics and Supercomputing vid Swinburne University i Australien.

"På väg in är den gjord av väte och helium. Genom att använda en ny utrustning som kallas Keck Cosmic Web Imager, vi kunde bekräfta att stjärnor gjorda av denna färska gas så småningom driver en enorm mängd material tillbaka ut ur systemet, främst genom supernovor.

"Men det här är inte längre snyggt och rent - det innehåller massor av andra element, inklusive syre, kol, och järn."

Processen med atomer som strömmar in i galaxer – känd som "tillväxt" - och deras slutliga utdrivning - känd som "utflöden" - är en viktig mekanism som styr tillväxten, massa och storlek på galaxer.

Tills nu, dock, sammansättningen av de inåtgående och utåtgående flödena kunde man bara gissa sig till. Denna forskning är första gången hela cykeln har bekräftats i en annan galax än Vintergatan.

För att göra sina upptäckter, forskarna fokuserade på en galax som heter Mrk 1486, som ligger cirka 500 miljoner ljusår från solen och genomgår en period av mycket snabb stjärnbildning.

"Vi fann att det finns en mycket tydlig struktur för hur gaserna kommer in och ut, " förklarade Dr Alex Cameron, som nyligen har flyttat från University of Melbourne i Australien till Storbritanniens University of Oxford.

"Föreställ dig att galaxen är en snurrande frisbee. Gasen kommer in relativt oförorenad från kosmos utanför, runt omkretsen, och sedan kondenseras för att bilda nya stjärnor. När dessa stjärnor senare exploderar, de trycker ut annan gas - som nu innehåller dessa andra element - genom toppen och botten."

Grundämnena – som omfattar mer än halva det periodiska systemet – smides djupt inne i stjärnornas kärnor genom kärnfusion. När stjärnorna kollapsar eller blir nova slungas resultaten in i universum – där de utgör en del av matrisen från vilken nyare stjärnor, planeter, asteroider och, i minst ett fall, livet uppstår.

Mrk 1486 var den perfekta kandidaten för observation eftersom den ligger "kanten på" till jorden, vilket innebär att den utströmmande gasen lätt kunde ses, och dess sammansättning mätt. De flesta galaxer sitter i besvärliga vinklar för denna typ av forskning.

"Detta arbete är viktigt för astronomer eftersom vi för första gången har kunnat sätta gränser för de krafter som starkt påverkar hur galaxer gör stjärnor, tillade professor Fisher.

"Det tar oss ett steg närmare att förstå hur och varför galaxer ser ut som de gör - och hur länge de kommer att hålla."

Andra forskare som bidrar till arbetet är baserade vid University of Texas i Austin, University of Maryland vid College Park, och University of California i San Diego – alla i USA – plus Universidad de Concepcion i Chile.