Galaxer börjar livet med sina stjärnor som roterar i ett ordnat mönster, men i vissa är stjärnornas rörelse mer slumpmässig. Hittills har forskare varit osäkra på vad som orsakar detta – möjligen den omgivande miljön eller själva massan av galaxen.
En ny studie, publicerad i MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) , har funnit att den viktigaste faktorn inte är någon av dessa saker. Det visar att stjärnornas tendens att ha slumpmässiga rörelser främst drivs av galaxens ålder – saker och ting blir bara röriga med tiden.
"När vi gjorde analysen fann vi att ålder, konsekvent, oavsett hur vi skär eller tärnar den, alltid är den viktigaste parametern", säger första författaren prof Scott Croom, en ASTRO 3D-forskare vid University of Sydney.
"När du väl tar hänsyn till ålder finns det i princip ingen miljötrend, och det är liknande för massa.
"Om du hittar en ung galax kommer den att rotera, vilken miljö den än befinner sig i, och om du hittar en gammal galax kommer den att ha fler slumpmässiga banor, oavsett om det är i en tät miljö eller ett tomrum."
Forskargruppen inkluderade också forskare från Macquarie University, Swinburne University of Technology, University of Western Australia, Australian National University, University of New South Wales, University of Cambridge, University of Queensland och Yonsei University i Republiken Korea.
Studien uppdaterar vår förståelse från tidigare studier som på olika sätt har föreslagit miljö eller massa som viktigare faktorer. Men det tidigare arbetet är inte nödvändigtvis felaktigt, säger andreförfattaren Dr. Jesse van de Sande.
Unga galaxer är stjärnbildande superfabriker, medan i äldre upphör stjärnbildningen.
"Vi vet att ålder påverkas av miljön. Om en galax faller in i en tät miljö, tenderar den att stänga av stjärnbildningen. Så galaxer i tätare miljöer är i genomsnitt äldre", säger Dr van de Sande.
"Poängen med vår analys är att det inte är att leva i täta miljöer som minskar deras spinn, det är det faktum att de är äldre."
Vår egen galax, Vintergatan, har fortfarande en tunn stjärnbildande skiva, så den anses fortfarande vara en rotationsgalax med hög spinn.
"Men när vi tittar på Vintergatan i detalj ser vi något som kallas Vintergatans tjocka skiva. Den är inte dominerande när det gäller ljus, men den finns där och de ser ut att vara äldre stjärnor, som mycket väl kan ha värmts upp. från den tunna skivan vid tidigare tidpunkter, eller född med mer turbulent rörelse i det tidiga universum, säger professor Croom.
Forskningen använde data från observationer gjorda under SAMI Galaxy Survey. SAMI-instrumentet byggdes 2012 av University of Sydney och Anglo-Australian Observatory (nu Astralis). SAMI använder Anglo-Australian Telescope, vid Siding Spring Observatory, nära Coonabarabran, New South Wales. Den har undersökt 3 000 galaxer i ett stort antal miljöer.
Studien gör det möjligt för astronomer att utesluta många processer när de försöker förstå galaxbildning och så finjustera modeller av hur universum har utvecklats.
Nästa steg kommer att vara att utveckla simuleringar av galaxens evolution med mer detaljerade detaljer.
"En av utmaningarna med att göra simuleringar rätt är den höga upplösningen du behöver för att förutsäga vad som händer. Typiska strömsimuleringar är baserade på partiklar som har en massa på kanske 100 000 stjärnor och du kan inte lösa småskaliga strukturer i galaxskivor , säger prof. Croom.
Hector Galaxy Survey kommer att hjälpa prof Croom och hans team att utöka detta arbete med ett nytt instrument på det anglo-australiska teleskopet.
"Hector observerar 15 000 galaxer men med högre spektral upplösning, vilket gör det möjligt att mäta galaxernas ålder och spin även i galaxer med mycket lägre massa och med mer detaljerad miljöinformation", säger professor Julia Bryant, ledare för Hector Galaxy Survey, University of Sydney.
Professor Emma Ryan-Weber, chef för ASTRO 3D, säger:"Dessa resultat svarar på en av nyckelfrågorna som ASTRO 3D ställer:hur utvecklas massa och rörelsemängd i universum? Detta noggranna arbete av SAMI-teamet avslöjar att åldern på en galax bestämmer hur stjärnorna kretsar runt. Denna kritiska information bidrar till en tydligare bild av universum."
Mer information: Scott Croom et al, SAMI Galaxy Survey:galaxens spinn är starkare korrelerad med stjärnbefolkningens ålder än massa eller miljö, Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae458. academic.oup.com/mnras/article … 0.1093/mnras/stae458
Journalinformation: Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society
Tillhandahålls av ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3D (ASTRO 3D)
