Galaxisok keletkezése és fejlődése

Induló sorozatunkban a japán AKARI (ASTRO-F) infravörös csillagászati műhold érdekes eredményeiből válogatunk.

A modern csillagászat egyik legfontosabb problémája a galaxisok keletkezése és fejlődése, ami az AKARI (ASTRO-F) infravörös japán műhold egyik fő tudományos „célpontja” is. Ennek egyik megoldása, ha a probléma „mélyére” nézünk, minél távolabbi és halványabb objektumok segítségével próbáljuk megfejteni a kozmikus történelmet. Az AKARI is ezt tette, a PV (Performance Verification) fázisban a Far-Infrared Surveyor (FIS) műszerrel 4 hullámhossztartományban (65, 90, 140 és 160 mikrométer) elvégzett mérései alacsony galaktikus emissziójú területekről az univerzum távoli vidékeibe engednek bepillantást. Ilyen területek pl. a déli ekliptikai pólus vagy a Lockman Hole. Ezek közül a déli ekliptikai pólus közelében lévő ún. extragalaktikus ablak felmérése kb. 200 irányított (pointed mode) mérés eredménye, melyeket 16 hónapon át többször megismételtek.

A déli ekliptikai pólus közelében felmért kb. 10 négyzetfokos égboltterület 90 mikrométeres hullámhosszon készült képe.

Ezen extragalaktikus ablakok irányában történő mérések lehetővé teszik a galaxisfejődést leíró modellek tesztelését is, ahogyan ezt a Lockman Hole irányában meg is tették.

A galaxisok fényesség szerinti eloszlása a Lockman Hole területen az AKARI és korábbi (pl. ISO, Spitzer) mérések alapján.

Általánosságban elmondható, hogy a közeli, fényes galaxisok az ábra jobb oldalán, a távoli, halványabb galaxisok pedig a bal oldalán lévő pontokhoz tartoznak. A mérések (szerencsére) megerősítik, hogy a galaxisok fejlődnek, bár a korábbi mérésekhez (pl. ISO) képest az AKARI mérései kisebb intenzitást mutatnak, ahogyan a felsőbb vonal által kijelölt modellnél is. Ez a galaxisfejlődést leíró modellek esetleges felülvizsgálatának szükségét mutatja. Megjegyzendő, hogy a galaxisok „hátterét” alkotó kozmikus infravörös háttér (CIB) hatása sem hanyagolható el, több hullámhossztartomány-beli feltérképezése szükséges a galaxisfejlődés modellek pontosításához.

A galaxisok evolúciójának tanulmányozására a közelebbi galaxisok is alkalmasak, egyik képviselőjük, a Nagy Magellán-felhő (Large Magellanic Cloud, LMC) szintén kiemelt fontosságú volt az AKARI célpontjai között (a teljeségbolt-felmérés mellett pointed mode-beli mérések is készültek). A távoli infravörös tartományban készült képeken megfigyelhetők az intenzív csillagkeletkezés (starburst) jelei. Ez a jelenség a távoli galaxisok esetén is létrejön. A csillagközi porszemcsék eloszlása a csillagkeletkezésből származó sugárzás elnyelése, majd az infravörös tartomány-beli kisugárzása révén jól tanulmányozható. Az LMC-beli csillagkeletkezést továbbá a Tejútrendszerünk árapály-hatásai is befolyásolják, melyek létrehozzák „kettős” szerkezetét: míg a csillagközi anyag diszk-szerű szerkezetet alkot, a csillagok egy „inda” alakú sáv mentén oszlanak el.

A Nagy Magellán-felhő hamisszínes képe (60, 90 és 140 mikrométeres felvételek alapján).

Az AKARI segítségével az IRAS-énál jobb felbontással tanulmányozható majd a csillagközi anyag szerkezete, a több hullámhossztartomány-beli mérések alapján meghatározhatók a csillagközi felhők fizikai paraméterei (pl. hőmérséklet), melyek alapján a starburst jelenség és így a galaxis-evolúció mélyebb megértését várhatjuk. (Képek: JAXA/ISAS/LIRA)

Kapcsolódó cikkek:
Újabb infravörös „csillagász” Föld körüli pályán
Az Akari jól működik
Égtérkép infravörösben

Kapcsolódó linkek:
AKARI honlap (ISAS/JAXA)