همانطور که گیر افتادن در تار عنکبوت به شدت زندگی یک مگس را تغییر می دهد، کهکشان های گرفتار در شبکه وسیع کیهانی نیز به شدت و غیر قابل برگشت تغییر می کنند.
اکنون دانشمندان دانشگاه کانزاس به دنبال درک بهتر مکانیسم‌های موجود در شکل‌دهی هستند خوشه های کهکشانی همانطور که آنها از طریق a شبکه فضایی از محیط های مختلف
گرگوری رودنیک، استاد فیزیک و نجوم دانشگاه کیو، این تلاش را رهبری کرد که شامل بازآفرینی شبکه کیهانی در یک شبیه‌سازی کامپیوتری، سپس مطالعه محتوای گاز و تشکیل ستاره ویژگی های کهکشان ها هنگام حرکت در این شبکه این تلاش از تصاویر حدود 14000 کهکشان از DESI Legacy Survey، Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) و Galaxy Evolution Explorer (GALEX) استفاده خواهد کرد. این تیم مشاهدات بیشتری را با تلسکوپ 0.7 متری Plannewave سینا جمع آوری خواهد کرد.
رودنیک “هدف اصلی این پروژه درک تاثیر عوامل محیطی بر تغییر شکل کهکشان ها است.” در بیانیه ای گفت. “در جهان، کهکشان ها در یک توزیع ناهموار پراکنده هستند که با چگالی های مختلف مشخص می شود. این کهکشان ها در خوشه های بزرگ شامل صدها تا هزاران کهکشان و همچنین گروه های کوچکتر متشکل از ده ها تا صدها کهکشان گرد هم می آیند.
رودنیک خاطرنشان کرد که کهکشان‌ها می‌توانند در خوشه‌ها یا گروه‌ها بنشینند، یا می‌توانند در مناطق منزوی‌تر و با چگالی پایین‌تر کیهان به نام «میدان» زندگی کنند.
در حالی که مطالعات قبلی که شبکه کیهانی و کهکشان‌های درون آن را شبیه‌سازی می‌کردند، کهکشان‌های خوشه‌ها و گروه‌ها را با کهکشان‌هایی که به تنهایی در میدان ایستاده بودند مقایسه می‌کردند، آنها فاکتور ساختارهای رشته‌ای کشیده گاز، غبار و ستارگان را نادیده گرفتند.
رودنیک و همکارانش این بزرگراه کیهانی را با تمرکز بر محیط‌های رشته‌ای که کهکشان‌ها با آنها مواجه می‌کنند، نحوه کانال‌کشی کهکشان‌ها به گروه‌ها و خوشه‌ها در وهله اول، و چگونگی تأثیر رشته‌ها بر تکامل آنها در نظر گرفتند.
رودنیک گفت: «کهکشان‌ها مسیری را در این رشته‌ها دنبال می‌کنند و برای اولین بار یک محیط متراکم را قبل از پیشرفت در گروه‌ها و خوشه‌ها تجربه می‌کنند. “مطالعه کهکشان ها در رشته ها به ما امکان می دهد تا برخوردهای اولیه کهکشان ها را با یک محیط متراکم بررسی کنیم.”
رودنیک افزود، اکثر کهکشان‌هایی که وارد «مرکز شهر» خوشه‌ها می‌شوند، این کار را از طریق «ابر شاهراه‌های» شبکه کیهانی انجام می‌دهند و تعداد کمی از آنها «مسیرهای کشور» را در پیش می‌گیرند که آنها را به خوشه‌ها و گروه‌ها میبرد بدون اینکه تعامل زیادی با محیط اطرافشان داشته باشد. محیط زیست آنها.
رودنیک گفت: “در حالی که رشته ها شبیه بزرگراه های بین ایالتی هستند، این مسیرهای کمتر در مناطق متراکم مشابه رانندگی در جاده های روستایی کانزاس برای دسترسی به محدوده شهر است.” کهکشان‌ها می‌توانند به صورت رشته‌ها یا خوشه‌هایی باشند که در رشته‌هایی مانند مهره‌های روی یک رشته قرار دارند. در واقع، بیشتر کهکشان‌های جهان به صورت گروهی وجود دارند.»
این تیم امیدوار است که با این شبیه‌سازی، بینشی در مورد شروع اثرات محیطی بر کهکشان‌ها و رمزگشایی نحوه رفتار کهکشان‌ها در الیاف و خوشه‌هایی که معمولاً در آنها یافت می‌شوند، ممکن باشد.
کهکشان های ستاره ساز به دام افتاده
یکی از جنبه های کلیدی کار انجام شده توسط تیم KU ارزیابی چگونگی تاثیر شرایط رشته های شبکه کیهانی بر پردازش گاز در حفره های چگالی بیش از حد است که دانشمندان آن را “چرخه باریون” می نامند.
از آنجایی که ستارگان زمانی متولد می شوند که توده های بیش از حد متراکم گاز و غبار فرو می ریزند، اختلال در چرخه باریون می تواند تشکیل ستارگان را تقویت یا مهار کند و در نتیجه رشد کهکشان ها را افزایش یا کاهش دهد.
فضای بین کهکشان ها حاوی گاز است. رودنیک گفت: در واقع، بیشتر اتم‌های جهان در این گاز هستند و این گاز می‌تواند در بالای کهکشان‌ها جمع شود. این گاز بین کهکشانی به ستاره تبدیل می‌شود، اگرچه کارایی این فرآیند نسبتاً کم است و تنها درصد کمی در شکل‌گیری ستاره‌ها نقش دارد. بیشتر آن به شکل بادهای بزرگ به بیرون پرتاب می شود.»
برخی از این بادها به جریان‌های خروجی تبدیل می‌شوند که کهکشان‌ها را به فضا باز می‌گردانند، در حالی که سایر مواد دمیده شده توسط باد به کهکشان مبدا خود بازمی‌گردند، انباشته می‌شوند و در نهایت به عنوان بخشی از چرخه باریون بازیافت می‌شوند.
رودنیک توضیح داد: “کهکشان ها را می توان به عنوان موتورهای پردازش باریون تصور کرد که گاز را از محیط بین کهکشانی استخراج می کنند و بخشی از آن را به ستاره تبدیل می کنند.” “ستاره ها به نوبه خود از بین می روند ابرنواختر، تولید عناصر سنگین تر. مقداری از گاز به فضا دمیده می شود و الف را تشکیل می دهد فواره کهکشانی که در نهایت به کهکشان باز می گردد.
هنگامی که کهکشان ها با یک محیط متراکم در شبکه کیهانی برخورد می کنند، می توانند فشار داخلی خود را تغییر داده و چرخه باریون را مختل کنند و به طور فعال گاز را از کهکشان خارج کنند یا آن را از منابع گازی در آینده محروم کنند.
این منجر به کهکشان می شود کارخانه های ستارهکه در قلب خوشه‌ها قرار دارند و با سرد شدن مواد خام ستاره‌سازشان، متوقف می‌شوند.
رودنیک می‌گوید: «اختلال بر جذب و خروج گاز از کهکشان‌ها تأثیر می‌گذارد و منجر به تغییراتی در فرآیند تشکیل ستاره آنها می‌شود». اگرچه ممکن است یک افزایش موقت در شکل‌گیری ستاره وجود داشته باشد، اما تقریباً در همه موارد این امر در نهایت منجر به کاهش تشکیل ستاره می‌شود.»
امیدوار است شبیه‌سازی‌های این تیم به دانشمندان کمک کند تا چرخه باریون را بهتر درک کنند، چیزی که در نظرسنجی Astro2020 Decadal به عنوان یک موضوع علمی کلیدی برای دهه آینده برجسته شد.
این تحقیق همچنین شامل کار علمی با دانش آموزان دبیرستانی در کانزاس و نیوجرسی تا سال 2026 خواهد بود. این شامل تجهیز مدارس به 11 مک بوک پرو برای امکان مشارکت دانش آموزان در پروژه تحقیقاتی است.
