Exempel på galaxpar som hittats i den här studien – här är exempel på upptäckta system som är nära varandra. Kredit:C.Conselice et al
Astronomer i Storbritannien meddelar idag att de har fastställt hur galaxer som vår egen Vintergatan bildades över 10 miljarder år av kosmisk tid genom ett överflöd av separata galaxer som kolliderade tillsammans.
Galaxer är de största enskilda objekten i universum, och ursprunget till deras bildande är en mycket gammal fråga utan några uppenbara svar. En stor studie som lämnades in denna vecka till American Astronomical Societys The Astrophysical Journal har tillhandahållit en lösning på detta problem.
Astronomer under ledning av professor i extragalaktisk astronomi Christopher Conselice vid University of Manchester har nu fastställt att denna effekt av sammanslagning är en av de dominerande processerna där galaxer uppstår.
Dessa forskare har avslutat denna decennier långa studie av galaxer och hur de har bildats under de senaste 10 miljarder åren och avslöjar att dessa galaxsammanslagningar är en av de viktigaste metoderna för att bilda galaxer. Den genomsnittliga massiva galaxen under de senaste 10 miljarderna åren kommer att genomgå cirka 3 sammanslagningar med andra galaxer, vilket kommer att mer än fördubbla deras massa. Denna studie har alltså visat att sammanslagningar är ett mycket effektivt sätt för galaxer att bildas.
"Detta tyder också på att vår egen Vintergatans galax sannolikt har genomgått åtminstone en av dessa betydande sammanslagningar under sin historia, som radikalt förändrat dess form och bildningshistoria," sa professor Conselice. "Sammanslagningar, som de i den här studien, utlöser stjärnbildning, vilket kan vara ursprungshändelsen för hur stjärnor inklusive vår egen sol bildades, samt matar materia som växer centrala svarta hål."
Galaxer i det närliggande universum finns i alla former och storlekar. Vissa av dem, inklusive våra egna, är väldigt massiva med över en biljon stjärnor och ett spiralmönster. Andra är enorma samlingar av stjärnor med en sfäroid eller ellipsoid struktur utan särskilda mönster. Historien om dessa enorma system är i stort sett okänd.
Ett möjligt sätt på vilket galaxer kan växa i massa är när två galaxer slås samman för att bilda en helt ny galax, en process som kallas sammansmältning. Galaxsammanslagningar har varit kända i över ett halvt sekel, men deras roll i hur vi får fram de massiva galaxerna vi ser idag har alltid varit ett enormt mysterium och en grundläggande fråga inom kosmologin. Även om det var en favorit teoretisk idé, kunde vi tidigare bara gissa hur processen faktiskt har skett.
Resultatet av denna studie kommer från att leta tillbaka 10 miljarder år efter galaxer i närheten, eller de som är i "par". Dessa nära galaxer kommer så småningom att smälta samman för att bilda ett nytt system under loppet av en miljard år. Genom att fånga dessa galaxer i fusionsprocessen bestämde den här studien fusionshistorien och därmed bildningshistorien för galaxer i universum. Innan denna studie har det mestadels bara funnits teoretiska uppskattningar av detta. Denna studie är ett direkt mått på denna process.
Conselice sa att "på grund av det totala antalet galaxer i universum, under de senaste 10 miljarderna åren, skulle cirka 2 biljoner av dessa sammanslagningshändelser ha inträffat. Många av dessa händelser kommer att kunna upptäckas med kommande gravitationsvågexperiment eftersom dessa är de mest vanliga massiva koalescenshändelser som inträffar i universum."
Denna tidigare okända historia tillåter oss nu att förstå galaxer på ett sätt som vi inte tidigare har gjort. Framtida arbete av detta team och andra kommer att avslöja implikationerna för detta fynd för att förstå utvecklingen av nya stjärnor och svarta hål i galaxer under denna kosmiska epok. + Utforska vidare
