Dotychczasowe pomiary kosmosu do kosza? Naukowcy natrafili na przełomowy ślad!
Naukowcy z Uniwersytetu Missouri podważają założenie stosowane od dziesięcioleci przez astronomów do szacowania masy i ewolucji odległych galaktyk. Odkryte przez nich dowody mogą stanowić przełom zmieniający sposób, w jaki naukowcy dokonują pomiarów galaktyk i rekonstruują historię wszechświata.
Przez dziesięciolecia astronomowie szacowali liczbę małych, niewidocznych gwiazd w odległych galaktykach, posługując się regułą matematyczną zakładającą, że gwiazdy powstają wszędzie we wszechświecie w mniej więcej takich samych proporcjach. Zespół z College of Arts and Science Uniwersytetu Missouri ustalił jednak, że nie zawsze tak jest – stosunek dużych do małych gwiazd wydaje się zależeć od środowiska, w którym powstały.
Miara, na której opiera się astronomia
Odkrycie może pomóc astronomom dokładniej szacować masę, wiek i ewolucję galaktyk, a także wyjaśnić, dlaczego niektóre galaktyki obserwowane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wydają się masywniejsze niż oczekiwano – mogły po prostu formować gwiazdy inaczej, niż dotąd zakładano.
Jak powiedział Charles Steinhardt, profesor astronomii i współautor badania, jedno z podstawowych założeń astronomii może okazać się zbyt uproszczone. Jego zdaniem inne galaktyki nie łamały praw fizyki – po prostu były mierzone niewłaściwą miarą.
Ową miarą jest tzw. początkowa funkcja masy (IMF). Ponieważ astronomowie nie mogą bezpośrednio obserwować większości najmniejszych i najsłabszych gwiazd w odległych galaktykach, wykorzystują IMF, by na podstawie jaśniejszych, widocznych gwiazd oszacować, ile powinno ich być w sumie. Takie podejście jest fundamentem współczesnej astronomii od ponad 50 lat.
Gaia podważa uniwersalność wzoru
Aby przetestować swoją hipotezę, badacze z Missouri przeanalizowali dane z misji Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, która zmapowała blisko 2 miliardy gwiazd w Drodze Mlecznej. Skupili się na gromadach gwiazd – grupach powstałych w podobnych warunkach – i porównali je, sprawdzając, czy gwiazdy rzeczywiście powstają wszędzie w takich samych proporcjach.
Gdyby IMF był rzeczywiście uniwersalny, każda gromada zawierałaby podobną mieszankę gwiazd. Tymczasem naukowcy zaobserwowali między gromadami znaczące różnice, co sugeruje, że lokalne warunki wpływają na typy formujących się gwiazd. Zamiast odrzucać model IMF, zespół proponuje jego udoskonalenie poprzez uwzględnienie różnych typów środowisk, w jakich powstają gwiazdy.
Carter Meyerhoff, student i współautor badania, zaznaczył, że odkryty wzór jest zaskakująco wyraźny. Według niego, zamiast stosować ten sam model do każdej galaktyki, astronomowie mogliby uwzględniać warunki, w jakich powstały gwiazdy, i dobierać wersję IMF najlepiej pasującą do danego środowiska.
Wyniki wskazują na potrzebę bardziej elastycznych ram do rozumienia procesu powstawania gwiazd i interpretacji obserwacji odległych galaktyk. Jak podsumował Steinhardt, okazuje się, że wszechświat jest bardziej skomplikowany, niż zakładano – ale jednocześnie naukowcy są coraz bliżej jego prawidłowego zmierzenia.
Źródło: Uniwersytet Missouri-Columbia
Czytaj też: To zderzenie zmieniło wszystko! Teleskop Hubble’a odkrył kosmiczny kataklizm w Drodze Mlecznej!
Grafika tytułowa: Frantisek Duris / Unsplash
