Τα κοσμικά περιβάλλοντα και η επιρροή τους στον σχηματισμό αστεριών

Η σκαλωσιά που υποστηρίζει την μεγάλης κλίμακας δομή του σύμπαντος αποτελείται από γαλαξίες, σκοτεινή ύλη, και αέρια (από τα οποία σχηματίζονται τα αστέρια), οργανωμένη σε πολύπλοκα δίκτυα είναι γνωστή και ως κοσμικός ιστός. 

Το δίκτυο αυτό αποτελείται από πυκνές περιοχές, γνωστές ως σμήνη γαλαξίων, και ομάδες που υφαίνονται με νηματοειδείς δομές,  γνωστές ως νημάτια. Αυτές οι ίνες αποτελούν την ραχοκοκκαλιά του κοσμικού ιστού και φιλοξενούν ένα μεγάλο μέρος της μάζας του σύμπαντος, καθώς και περιοχές όπου γίνεται σχηματισμός αστεριών. 

Παρότι υπάρχουν άφθονα στοιχεία ότι τα περιβάλλοντα διαμορφώνουν και κατευθύνουν την εξέλιξη των γαλαξιών, δεν είναι ακόμη σαφές πως οι γαλαξίες συμπεριφέρονται στον μεγαλύτερο, παγκόσμιο κοσμικό ιστό και, ειδικότερα, στο πιο εκτεταμένο περιβάλλον των νημάτων. 

Σε μια κοινή συνεργασία μεταξύ του California Institute of Technology και του Πανεπιστημίου Riverside της Καλιφόρνια, οι αστρονόμοι διεξήγαγαν μια εκτεταμένη μελέτη των ιδιοτήτων των γαλαξιών που βρίσκονται εντός των ινών και έχουν σχηματιστεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές κατά της διάρκεια ζωής του σύμπαντος. 

Στη μελέτη που δημοσιεύθηκε τις προηγούμενες ημέρες, οι αστρονόμοι χρησιμοιποίησαν ένα δείγμα 40.000 γαλαξιών, στο λεγόμενο πεδίο COSMOS, ένα μεγάλο και συνεχόμενο τμήμα του ουρανού με αρκετά βαθιά δεδομένα για να δούμε γαλαξίες που βρίσκονται πολύ μακριά, και με ακριβείς μετρήσεις αποστάσεων σε μεμονωμένους γαλαξίες. Η μεγάλη περιοχή που καλύπτεται από το πεδίο COSMOS επιτρέπει όγκους δειγματοληψίας με διαφορετικές πυκνότητες εντός του κοσμικού ιστού. 

Χρησιμοποιώντας τεχνικές που αναπτύχθηκαν για των εντοπισμό δομών μεγάλης κλίμακας, οι αστρονόμοι καταχώρησαν τα συστατικά του κοσμικού ιστού ως εξής: σμήνη, νήματα, και αραιές περιοχές που στερούνται αντικειμένων, συστατικά τα οποία εκτείνονται μέσα στο σύμπαν όπως αυτό ήταν 8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Μετέπειτα, οι γαλαξίες χωρίζονται σε εκείνους που είναι εξέχουσας σημασίας για το περιβάλλον τους (το κέντρο βαρύτητας) και εκείνων που περιφέρονται γύρω από το περιβάλλον υποδοχής (δορυφόροι). 

«Αυτό που καθιστά αυτή την μελέτη μοναδική είναι η παρατήρηση χιλιάδων γαλαξιών σε διαφορετικά νήματα που εκτείνονται σε ένα σημαντικό κομμάτι της ηλικίας του σύμπαντος», δήλωσε ο Behnam Darvish, μεταδιδακτορικός υπότροφος στο Caltech και επικεφαλής συγγραφέας της εν λόγω μελέτης. «Όταν λαμβάνουμε υπόψη το μακρινό σύμπαν, κοιτάμε πίσω στο χρόνο που ο κοσμικός ιστός και τα νήματα ήταν νεότερα και δεν είχαν ακόμη εξελιχθεί πλήρως και, ως εκ τούτου, θα μπορούσαμε να μελετήσουμε την από κοινού εξέλιξη των δομών μεγάλης κλίμακας και των γαλαξιών που συνδέονται με αυτές.» 

«Ήταν καθησυχαστικό όταν βρίσκαμε ότι η μέση δραστηριότητα σχηματισμού άστρων μειώθηκε από τις αραιοκατοικημένες περιοχές του κοσμικού ιστούς σε ήπια κατοικημένα νήματα και πυκνές συστάδες», δήλωσε ο Bahram Mobasher, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Riverside της Καλιφόρνια. «Ωστόσο, το εκπληκτικό εύρημα ήταν ότι η πτώση αυτή ήταν ιδιαίτερα απότομη για τους δορυφορικούς γαλαξίες.»

Τόνισε επίσης πως, «Το αναπόφευκτο συμπέρασμα από αυτό ήταν ότι η πλειοψηφία των δορυφόρων γαλαξιών σταματάει να σχηματίζει άστρα σχετικά γρήγορα κατά τη διάρκεια των τελευταίων 5 δισεκατομμυρίων ετών καθώς πέφτουν σε πυκνά περιβάλλοντα συστάδων μέσω των νημάτων, ενώ αυτή η διαδικασία είναι πολύ πιο αργή στους κεντρικούς γαλαξίες.»