Universumi kärgstruktuur mõjutab otseselt galaktikate arengutTartu Observatoorium | 20.11.2012 Astronoomia üks huvitavamaid ja senini lahendamata probleeme on galaktikate tekkimine. Galaktikad, mida on Universumis rohkem kui Linnutees tähti, on peamised ehituskivid Universumis. Ometi ei ole veel lõplikult selge, kuidas morfoloogiliselt erinevat tüüpi galaktikad täpselt tekivad ning mis protsessid mõjutavad galaktikate evolutsiooni. Mõistmaks galaktikate arengut uurisid Elmo Tempel ja Enn Saar koostöös Radu Stoicaga Prantusmaalt, Lille Ülikoolist, kuidas Universumi kärgstruktuur mõjutab galaktikate arengut. Vaadates galaktikate suureskaalalist jaotust, näeme, et galaktikad on koondunud parvedesse, mida omavahel ühendavad galaktikate ahelad ehk filamendid. Galaktikate filamendid on peamised struktuurid galaktikate jaotuses, mille mõõtmed ulatuvad kuni kümnete megaparsekiteni (1 parsek = 3.26 valgusaastat). Olgu võrdluseks toodud, et galaktikate gruppide tüüpiline suurus on üks megaparsek ning galaktikate suurused ulatuvad kuni 100 kiloparsekini. Selline galaktikate filamentide võrgustik moodustab nn Universumi kärgstruktuuri. Kaks kolmandikku tänapäevases Universumis asuvatest galaktikatest on spiraalgalaktikad (ülejäänud kolmandik on suurelt jaolt elliptilised galaktikad), mis pöörlevad ümber oma telje. Galaktikate pöörlemine on galaktikate tekke juures loomulik nähtus. Lahendamata on aga küsimus, kas ja kuidas galaktikate pöörlemisteljed on seotud galaktikate ahelate ehk filamentidega? Kas galaktikate tekkimine on seotud filamentide tekkimisega? Seda probleemi uurimuse autorid püüavadki lahendada.  Galaktikate filamendid Universumi kärgstruktuuris. Sinised täpid tähistavad galaktikaid ning punased jooned märgivad filamente. Toetudes SDSS poolt vaadeldud Universumi kärgstruktuurile ning kasutades spetsiaalset morfoloogilist filtrit, otsisid ning kaardistasid autorid filamentaarsed struktuurid vaadeldud Universumis. Näited leitud filamentidest on toodud juuresoleval joonisel. Määramaks galaktikate pöörlemisteljed ruumis, kasutati galaktikate kolmemõõtmelist modelleerimist, mis võimaldas saavutada suurema täpsuse kui klassikalised kahemõõtmelised galaktikate mudelid. Kuna eeldatav korrelatsioon galaktikate pöörlemistelgede ja filamentide vahel on väga nõrk, siis antud uurimuses kasutatud detailsed ning matemaatiliselt täpsed meetodid olid väga olulised, et saada usaldusväärseid tulemusi. Uurimuse autorid leidsid, et spiraalsete ja elliptiliste galaktikate pöörlemisteljed on jaotunud galaktikate filamentide suhtes erinevalt. Spiraalgalaktikate pöörlemisteljed asuvad eelistatult paralleelselt filamentidega, seevastu elliptiliste galaktikate lühemad poolteljed (mis enamasti on ka pöörlemisteljed) on eelistatult risti filamentidega. Antud tulemused sobituvad üsna hästi hiljutistest N-keha simulatsioonidest saadud tulemustega. Nende kohaselt, spiraalgalaktikad tekivad rahuliku arengu käigus, kus gaas langeb pidevalt galaktikatesse, mis eelistatult toimub risti filamentidega. See omakorda tähendab, et galaktikate pöörlemisteljed on eelistatult paralleelsed filamentidega. Elliptilised galaktikad seevastu tekivad galaktikate põrgete tulemusel, mis peamiselt toimuvad piki filamenti. Seega elliptiliste galaktikate pöörlemisteljed on risti filamentidega. Selline pilt galaktikate tekkest on küll tugevalt lihtsustatud, kuid arvestades, et leitud korrelatsiooni signaal on väga nõrk, siis suures plaanis on see lihtsustus korrektne.  Elliptiliste galaktikate pöörlemistelgede jaotus filamentide suhtes. Jaotus näitab, milline on nurk (täpsemalt nurga koosiinus) galaktikate pöörlemistelgede ja filamendi telje vahel. Kui cos(i)=1, siis pöörlemistelg on paralleelne filamendiga ning kui cos(i)=0, siis pöörlemistelg on risti filamendiga. Hall ala joonisel näitab juhuslikku jaotust: kui vaadeldud korrelatsioonisignaal (punane joon) jääb halli ala sisse, siis tulemus ei ole statistiliselt usaldusväärne. Jooniselt on näha, et elliptiliste galaktikate hulgas leidub rohkem selliseid, mille pöörlemisteljed on peaaegu risti filamentidega. Saadud üldtulemused sobituvad hästi meie ettekujutusega galaktikate arengust, kuid ometi on veel väga palju segaseid detaile. Vastusteta on veel mitmed olulised küsimused. Kas kõik spiraalsed ja elliptilised galaktikad (olenemata värvusest, suurusest jne) tekivad ühtemoodi? Kas galaktikate filamendid on kõik ühesugused ning mõjutavad galaktikaid ühtemoodi? Kuna galaktikate loomaaed on väga kirju, siis kindlasti on palju detaile, mis on olulised ning seetõttu tuleb kindlasti jätkata galaktikate evolutsiooni ja Universumi kärgstruktuuri vaheliste seoste uurimisega. Galaktikate filamentaarse võrgustiku täpne detekteerimine ning selle võrgustiku mõju galaktikate arengule on teemad, mille suunas uurimuse autorid juba liiguvad. Allikad:
Märksõnad: galaktikad, Universum |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
