Je li Mliječna staza mrtva, a mi toga nismo ni svjesni?

Galaksije mogu 'umrijeti', odnosno prestati pretvarati plin u nove zvijezde, kroz dva vrlo različita procesa. U galaksijama poput Mliječne staze i Andromede taj je proces vrlo spor, može trajati milijardama godina. Andromeda, nama susjedna galaksija, gotovo je sigurno umrla prije nekoliko milijardi godina, ali je tek nedavno počela pokazivati vanjske znakove svoje smrti. Mliječna se staza još uvijek kreće, ali postoji mogućnost da je i ona već odavno mrtva.

Kako i zašto galaksije prestaju proizvoditi zvijezde te zbog čega mijenjaju svoj oblik ili građu, jedno je od najvažnijih pitanja u ekstragalaktičkoj astrofizici, znanstvenoj disciplini koja proučava nebeska tijela, uglavnom galaksije, izvan Mliječne staze.

Sada bismo, djelomično zahvaljujući znanstvenicima-amaterima koji su pročešljavali milijune galaktičkih slika kako bi klasificirali ono što se ondje nalazi, mogli konačno odgovoriti na to pitanje.

Galaksije rastu stvarajući nove zvijezde

Galaksije su dinamični sustavi koji neprestano nakupljaju plin te dio tog plina pretvaraju u zvijezde.

Baš kao i ljudi i galaksijama je potrebna hrana. U slučaju galaksija, ta je hrana svježi vodik iz kozmičke mreže, niti i haloa tamne tvari od koje se sastoje najveće strukture u svemiru. Kada se taj plin ohladi i padne u haloe tamne tvari, pretvara se u disk koji se može još više ohladiti te se naposlijetku pretvoriti u zvijezde. Kako zvijezde stare i umiru, mogu vratiti dio tog plina u galaksiju, ili putem zvjezdanih vjetrova ili pretvaranjem u supernovu. Dok zvijezde umiru u takvim eksplozijama, zagrijavaju plin koji se oko njih nalazi te ga tako sprječavaju da se prebrzo ohladi. Taj proces astronomi nazivaju „povratnom informacijom“; to znači da je stvaranje zvijezda u galaksijama proces koji se sam regulira. Toplina koja dolazi od umirućih zvijezda znači da se kozmički plin ne hladi tako brzo da se odmah stvore nove zvijezde, što znači da broj novih zvijezda nije beskonačan.

Većina galaksija koje stvaraju nove zvijezde ima oblik diska ili spirale, poput naše Mliječne staze. Međutim, postoji još jedna vrsta galaksija koje imaju drukčiji oblik ili, astronomskim rječnikom rečeno, građu. Te su masivne galaksije obično eliptičnog oblika. Nisu ni približno tako aktivne – izgubile su svoju zalihu plina, što znači da su prestale stvarati zvijezde. Njihove se zvijezde kreću u mnogo neuređenijim orbitama, što galaksijama daje mnogo deblji, odnosno okrugliji oblik.

Plave = mlade i crvene = stare?

Ta podjela na spiralne galaksije, one koje plamte plavim svjetlom masivnih, mladih zvijezda kratkog vijeka, te na mirne, eliptične galaksije obasjane toplim žarom drevnih zvijezda male mase, postoji još od ranih istraživanja galaksija u 20. stoljeću.

Međutim, kada su moderna istraživanja, poput Sloanovog digitalnog pregleda neba (Sloan Digital Sky Survey ili SDSS), počela bilježiti stotine tisuća galaksija, počeli su se pojavljivati objekti koji nisu pripadali ovim dvjema opsežnim kategorijama.

Mnogo crvenih, mirnih galaksija nije uopće eliptično, već imaju oblik diska. Zbog nečega su ove galaksije prestale stvarati zvijezde, a da pritom nisu dramatično promijenile svoju strukturu.

Istovremeno su se počele pojavljivati plave eliptične galaksije. Njihova je struktura slična onoj crvenih i „mrtvih“ eliptičnih galaksija, no one sjaje svijetlim plavim sjajem mladih zvijezda, što upućuje na zaključak da se u njima još uvijek stvaraju zvijezde.

Pošaljite znanstvenike – amatere

Dok je bio na studiju na Sveučilištu Oxford, Kevin Schawinski je proučavao neke od tih čudnih galaksija. Posebno su ga zanimale plave eliptične galaksije i svi tragovi o njihovom nastanku.

Kaže kako je jednom proveo cijeli tjedan ručno pregledavajući slike gotovo 50 000 galaksija koje su snimljene SDSS-om, s obzirom na to da niti jedan algoritam za klasifikaciju oblika galaksija koji mu je bio dostupan nije bio onoliko dobar koliko je njemu bilo potrebno. Pronašao je dosta plavih eliptičnih galaksija, no, kako nije mogao sam pregledati sve te slike, skupina njegovih suradnika i on pokrenuli su internetsku stranicu galaxyzoo.org te su pozvali znanstvenike – amatere da sudjeluju u istraživanju. Kada su prestali bilježiti klasifikacije koje je ponudilo 250 000 ljudi, svaka je galaksija, od njih milijun koliko ih se nalazi na stranici Galaxy Zoo, bila klasificirana preko 70 puta, što je znanstvenicima dalo pouzdane podatke o njihovu obliku, uključujući i mjernu nesigurnost. Tako su sortirali milijune galaksija i otkrili mnoge ne tako uobičajene plave eliptične i crvene spiralne galaksije za proučavanje.

AKO VAM SE SVIDIO OVAJ TEKST: Podržite portal donacijom za kavu :)

Nehotični život u „zelenoj dolini“?

Raskrižje evolucije galaksija mjesto je pod nazivom „zelena dolina“. Odnosi se na populaciju između plavih galaksija koje stvaraju zvijezde („plavi oblak“) i crvenih galaksija koje se razvijaju pasivno („crveni niz“). Galaksije obilježene „zelenom“ ili tercijarnim bojama trebale bi biti one u kojima stvaranje zvijezda polako prestaje, ali se još uvijek događa, što upućuje na to da je proces završio nedavno, možda prije nekoliko stotina milijuna godina.

Inače, naziv „zelena dolina“ mogao bi potjecati od predavanja o evoluciji galaksija koje je održano na Sveučilištu Arizona. Naime, kada je govornik opisao dijagramboja-masa, netko je iz publike povikao: „Zelena dolina, mjesto na koje galaksije odlaze umrijeti!“ Zelena Dolina u Arizoni je, naime, umirovljenička zajednica smještena van Tuscona, grada u kojem je smješteno sveučilište.

Kada su Kevin i njegovi suradnici provjeravali kojom brzinom razne galaksije umiru, saznali su da spiralne umiru sporo, a eliptične brzo. To znači da postoje dva fundamentalno različita načina evolucijskih putova koji vode ka prestanku proizvodnje zvijezda. Kada su istraživali ta dva scenarija – sporo i brzo umiranje – postalo im je jasno da su ta dva puta povezana zalihom plina koji je izvor goriva za nastanak zvijezda.

S obzirom na to da ti spremnici plina mogu biti ogromni, a pretvaranje plina u zvijezde je vrlo spori proces, naša bi se spiralna galaksija dosta dugo mogla činiti „živom“, dok bi zapravo pravi broj novih zvijezda opadao tijekom nekoliko milijardi godina. Drugim riječima, dok mi shvatimo da galaksija umire, taj se trenutak dogodio milijardama godina ranije.

AKO VAM SE SVIDIO OVAJ TEKST: Podržite portal donacijom za kavu :)

Galaksija Andromeda, nama najbliža spiralna galaksija, nalazi se u zelenoj dolini te je njezino gašenje vjerojatno počelo eonima ranije: ona je, prema našem najnovijem istraživanju, zombi. Mrtva je, ali se i dalje kreće i još uvijek stvara zvijezde, iako ne onoliko koliko bi ih stvarala da je živa. Malo nam je teže dokučiti je li Mliječna staza u zelenoj dolini, odnosno u procesu gašenja, zato što se mi nalazimo u njoj pa nam nije jednostavno izmjeriti njena svojstva onako kako to možemo za udaljene galaksije.

Ali čak se i s tim nesigurnim podacima čini kako je Mliječna staza na samom rubu, spremna da se otkotrlja u zelenu dolinu. Sasvim je moguće da je naša galaksija umrla prije milijardu godina i da je sada zombi.

Izvori: IFLScience