As galáxias não crescem para sempre. Em algum momento, criará uma estrela muito próspera Galáxias Comece devagar, depois pare e depois descanse longa e tranquilamente. Os astrônomos já sabem dessa transição há muito tempo, mas não temos uma explicação física clara de por que ela acontece e por que acontece em determinados níveis de massa.
UM Novo artigo Preetish Mishra do Instituto Coreano de Estudos Avançados, juntamente com uma equipe internacional de cientistas, apresentou uma proposta clara e testável: a desaceleração do crescimento da galáxia é causada pelo nascimento de uma nuvem estável de gás quente ao redor da galáxia, e a nuvem se forma com uma certa massa: aproximadamente 10^12,5 massas solares. Acima desse limiar, as galáxias deixam de ser fábricas estelares eficientes, independentemente da quantidade de matéria-prima disponível.
A questão é: o que aciona o interruptor?
Para fazer esse cálculo, a equipe utilizou a simulação Horizon Run 5, uma das maiores simulações cosmológicas já criadas. Ele captura uma parte do universo virtual com aproximadamente um gigaparsec de diâmetro e modela gás, gravidade, formação de estrelas, supernovas e toda uma série de física. Buracos negros supermassivos logo após o Big Bang até o momento, e permite que os pesquisadores rastreiem galáxias individuais ao longo de toda a sua história. Misra e colegas selecionaram cerca de 20.000 galáxias centrais muito massivas e observaram o que aconteceu com elas ao longo do tempo cósmico.
A principal quantidade que rastrearam foi a relação massa estrela-total. Ele mede quanto do orçamento de massa total de uma galáxia (Estrelasgás, matéria escura, buracos negros, tudo) acabam trancados dentro das estrelas. Pense nisso como um relatório de desempenho de formação estelar para uma galáxia.
A equipe descobriu que essa proporção atinge um pico acentuado em galáxias com massas totais entre 10^12,4 e 10^12,7 massas solares. Abaixo desse limite, as galáxias transformam gás em estrelas na mesma proporção que o gás flui. Acima disso, eles desaceleram mais de três vezes. Esse pico é a massa crítica.
A teoria de Misra sobre por que as galáxias param de crescer é a formação de um halo de gás quente que atingiu o equilíbrio gravitacional. À medida que uma galáxia cresce, o gás que cai nela é aquecido por choque. Até uma certa massa, esse gás esfria rapidamente, chovendo e alimentando a formação de novas estrelas.
Uma vez ultrapassada a massa crítica, o halo é denso e quente o suficiente para se sustentar contra a gravidade durante milhares de milhões de anos. O gás não esfria mais rápido o suficiente para cair e a galáxia fica repentinamente sem fornecimento de combustível. Isso absorve a matéria escura e a arrasta para as galáxias satélites, mas impede que o gás frio realmente forme estrelas.
O artigo também rejeita uma explicação concorrente. Uma suposição natural é que as galáxias acima da massa crítica são ejetadas por supernovas e perdem a sua matéria normal. Núcleos galácticos ativos. A equipe verificou isso diretamente, calculando quanto do orçamento bariônico de cada galáxia estava realmente vinculado ao sistema. A variação não passa de 30%. Isso não é nada, mas não pode explicar uma queda de fator de três na eficiência da formação estelar. A mudança decisiva está no lado de entrada, não no lado de saída.
Vale a pena assinalar algumas advertências. Horizon Run 5 é uma simulação, não um telescópio, e seus resultados dependem da física da subfase usada para modelar a formação de estrelas, SupernovasE buraco negro Comentário. Os autores realizaram testes de sensibilidade e o resultado básico foi mantido, mas o valor numérico preciso da massa crítica pode mudar à medida que os medicamentos melhoram.
A análise restringe-se a galáxias acima de 10 ^ 10,8 massas solares, garantindo que haja partículas de simulação suficientes para que cada uma seja resolvida de forma confiável. Galáxias menores são uma história para outra simulação.
O que torna este trabalho satisfatório é que ele mapeia um padrão observacional popular para um mecanismo físico específico. Galáxias acima de uma certa massa não apenas esfriam, mas também porque seus halos de gás quente se tornam autossustentáveis. Tal afirmação poderia ser verificada em estudos futuros de aglomerados de galáxias e do meio intergaláctico quente-quente., Gás e poeira interestelar.
Eles saberão se acertaram a resposta quando os testes terminarem.
