Phys.orgs ALMA sieht am weitesten entfernten Milchstraßen-Doppelgänger beschreibt die Bildrekonstruktion einer stark und sehr schön gelinseten z = 4,2-Galaxie durch eine Vordergrundgalaxie bei z = 0,263 und sagt:
„Was wir herausfanden, war ziemlich rätselhaft: Obwohl SPT0418-47 Sterne mit einer hohen Geschwindigkeit bildet und daher der Ort hochenergetischer Prozesse ist, ist sie die am besten geordnete Galaxienscheibe, die jemals im frühen Universum beobachtet wurde“, sagte Co-Autorin Simona Vegetti, ebenfalls vom Max-Planck-Institut für Astrophysik. „Dieses Ergebnis ist ziemlich unerwartet und hat wichtige Auswirkungen darauf, wie wir uns die Entwicklung von Galaxien vorstellen.“ Die Astronomen merken jedoch an, dass SPT0418-47 zwar eine Scheibe und andere Merkmale aufweist, die denen von Spiralgalaxien, die wir heute sehen, ähneln, sie aber erwarten, dass sie sich zu einer Galaxie entwickelt, die sich stark von der Milchstraße unterscheidet und sich der Klasse der elliptischen Galaxien anschließt , eine andere Art von Galaxien, die neben den Spiralgalaxien heute das Universum bewohnen.
und Links zu Rizzo et al. (2020) in Natur: Eine dynamisch kalte Scheibengalaxie im frühen Universum . Siehe auch ( YouTube und ESO )
Frage: Warum wird erwartet, dass sich SPT0418-47 ("das am weitesten entfernte Doppelgänger der Milchstraße") zu einer elliptischen Galaxie entwickelt? Gibt es etwas an dieser speziellen Beobachtung, das darauf hindeutet, oder haben Galaxien "damals" genau das getan, selbst wenn sie eine scheibenähnliche Phase hatten?
Das vollständige Papier kann von der ESO - Website heruntergeladen werden . Diese enthält Folgendes:
Es wird angenommen, dass staubige Starburst-Galaxien die Vorläufer von frühen Galaxien (ETGs) sind, die die massereichsten Galaxien sind, die heute beobachtet werden und von alten Sternpopulationen dominiert werden. Die populärste Evolutionsspur für diese Transformation sagt voraus, dass auf die Dusty-Starburst-Phase eine Löschphase folgt, während der AGN-Rückkopplung zu Gasverbrauch und Erwärmung mit der daraus folgenden Bildung einer Population kompakter, ruhender Galaxien führt . In der Endphase sollen trockene kleinere Fusionen für ein Wachstum der Galaxiengröße und die Umwandlung in heutige ETGs verantwortlich sein.
(AGN = aktiver galaktischer Kern)
Anschließend vergleichen sie die stellare/baryonische Masse mit dem wahrscheinlichen Einfluss trockener Verschmelzungen:
Der Vergleich zwischen den ETGs und den stellaren/baryonischen Größen für SPT0418–47 in der Größe-Masse-Ebene (Abb. 4a) zeigt, dass diese Starburst-Galaxie ihre stellare Masse um den Faktor 6 (3 für die rote Raute) und ihre erhöhen sollte effektiven Radius um den Faktor 11 (3 für die rote Raute), um sich zu einem durchschnittlichen ETG (gelbes Kreuz) zu entwickeln. Dies stimmt mit einem einfachen Spielzeugmodell für Fusionen überein, in dem ein einziges trockenes großes Fusionsereignis für eine Zunahme sowohl der Größe als auch der Sternmasse von SPT0418–47 um den Faktor 3 verantwortlich wäre.
Sie vergleichen auch die Verteilung der Dunklen Materie mit lokalen ETGs:
Schließlich haben wir den Anteil der Masse der Dunklen Materie innerhalb des effektiven Radius abgeleitet und diesen mit einem Wert von gefunden (roter Diamant), die zentralen Regionen von SPT0418–47 werden von Baryonen dominiert. Wie in Abb. 4c gezeigt, ist ein so geringer Anteil an Dunkler Materie mit Beobachtungen lokaler ETGs vereinbar, was impliziert, dass die physikalischen Mechanismen, die für das Massen- und Größenwachstum dieser Galaxie mit kosmischer Zeit verantwortlich sind, den Beitrag der Dunklen Materie im Innersten bewahren sollten ∼1 kpc.
Beachten Sie, dass sich der Begriff „frühe Galaxienart“ auf elliptische und linsenförmige Galaxien bezieht, die sich in der Nähe des Beginns der Hubble-Sequenz befinden . Es bezieht sich nicht auf das Evolutionsstadium, wie in Hubble (1927) „ The Classification of Spiral Nebulae “ angemerkt:
Die Nomenklatur, so wird betont, bezieht sich auf die Position in der Sequenz, und zeitliche Konnotationen erfolgen auf eigene Gefahr. Die gesamte Einteilung ist rein empirisch und unbeschadet der Evolutionstheorien – der Vergleich mit den Theorien wird gerade deshalb um so bedeutsamer sein.
Das Standardmodell der kalten dunklen Materie ("Lambda CDM") besagt, dass die Galaxienbildung durch anfängliche Dichteschwankungen in der dunklen Materie und im Gas ausgelöst wird. Die früheste Galaxienbildung wird in den dichtesten solchen Schwankungen stattfinden (dichter = stärkere Schwerkraft = schneller Zusammenbruch), die lokale Überdichten innerhalb einer anfänglichen, größeren Überdichte sein werden. Solche Regionen werden mit ziemlicher Sicherheit andere lokale Überdichten aufweisen, die ebenfalls frühe Protogalaxien bilden werden. Da diese in der Nähe der ersten liegen, ist es wahrscheinlicher, dass sie früh in der Geschichte des Universums verschmelzen.
Wenn Sie also eine massereiche Galaxie mit hoher Rotverschiebung sehen (früh in der Geschichte des Universums), bedeutet dies höchstwahrscheinlich, dass sie sich in einer sehr dichten Region des frühen Universums befindet – z. B. im Kern dessen, was ein Galaxienhaufen werden wird – was bedeutet, dass sich in der Nähe andere massive Galaxien bilden (oder bald bilden werden), die wahrscheinlich ziemlich schnell mit dieser Galaxie verschmelzen und sie in eine elliptische verwandeln werden. (Außerdem wird die Gravitation dieser Region, da dies in einer dichten Region geschieht, andere Galaxien anziehen, die nicht unmittelbar in der Nähe sind, was im Laufe der Zeit zu weiteren Verschmelzungen führt.)
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