คลัสเตอร์ฟีนิกซ์เป็นหนึ่งในกลุ่มกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดที่รู้จักกันดี นักดาราศาสตร์ได้ระบุกาแลคซีสมาชิก 42 แห่งจนถึงตอนนี้ แต่อาจมีมากถึง 1,000 ในคลัสเตอร์ เนื่องจากขนาดและอายุของมันควรจะเสร็จสิ้นด้วยลักษณะการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่แข็งแรงของกาแลคซีหนุ่ม
แต่ไม่ใช่
การก่อตัวของดาวต้องการก๊าซเย็นและหนาแน่น ก๊าซร้อนต่อต้านการยุบตัวเป็นแกนดาวฤกษ์ซึ่งกลายเป็นโปรโตสตาร์และดาวลำดับหลัก กาแลคซีเก่าและกลุ่มได้ใช้ก๊าซเย็นของพวกเขาหรือถอดออกไป
เหล่านี้เรียกว่ากาแลคซี 'ดับ' ในแง่ของการก่อตัวของดาวกาแลคซีสามารถจัดเป็นลำดับสีแดงซึ่งหมายถึงคลาวด์เก่าและดับหรือสีน้ำเงินซึ่งหมายความว่ามีการสร้างดาวฤกษ์ที่ใช้งานมากขึ้น
กาแลคซีกลางของฟีนิกซ์คลัสเตอร์อยู่ห่างออกไปประมาณ 5.8 พันล้านปีแสงและควรทำด้วยการก่อตัวของดาวเป็นส่วนใหญ่ กาแล็กซี่หลายกลุ่มมีพื้นที่ของก๊าซร้อนในตัวกลาง intracluster (ICM) ในกาแลคซีทั่วไปก๊าซนี้จะเย็นลงและป้อนดาว
อย่างไรก็ตามข้อสังเกตแสดงให้เห็นว่าอัตราการก่อตัวของดาวในกาแลคซีเหล่านี้ต่ำอย่างน่าทึ่งและไม่มีหลักฐานของก๊าซเย็น นักดาราศาสตร์เรียกความแตกต่างนี้ว่า "ปัญหาการไหลของการระบายความร้อน" และมันนำไปสู่คำถามนี้: ทำไม ICM ไม่เย็นและสร้างดาวดวงใหม่?
คำตอบที่โดดเด่นสำหรับเรื่องนี้คือเครื่องบินไอพ่นจากนิวเคลียสกาแล็คซี่ที่ใช้งานกำลังทำให้ก๊าซร้อนและป้องกันไม่ให้เกิดดาว
กาแลคซีกลางของฟีนิกซ์คลัสเตอร์ส่วนใหญ่ควรทำด้วยการก่อตัวของดาว แต่มันก็มีแกนกลางที่สว่างไสวโดยทั่วไปของการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่แข็งแรง อย่างใดกลุ่มฟีนิกซ์มีแหล่งก๊าซเย็นที่เติมเชื้อเพลิงให้เกิดดาว
มันสร้างตัวเองอย่างใด? เป็นช่องทางจากกาแลคซีอายุน้อยหรือไม่?
ในการวิจัยใหม่นักวิทยาศาสตร์ใช้ JWST เพื่อตรวจสอบหัวใจของคลัสเตอร์ พวกเขาทำเช่นนั้นเพราะการสังเกตก่อนหน้านี้กับกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าแกนกลางมีความสว่างเป็นพิเศษซึ่งบ่งบอกถึงการเกิดดาวที่ดุร้าย เนื่องจากสิ่งนี้ขัดแย้งกับสิ่งที่นักดาราศาสตร์คิดว่าพวกเขารู้เกี่ยวกับกลุ่มเช่นนี้ความอยากรู้อยากเห็นของพวกเขาจึงป่องๆ
งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในธรรมชาติมีชื่อว่า "ถ่ายภาพการไหลของการระบายความร้อนโดยตรงในคลัสเตอร์ฟีนิกซ์"ผู้เขียนหลักคือ Michael Reefe นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาฟิสิกส์ที่สถาบัน Kavli สำหรับการวิจัยดาราศาสตร์ฟิสิกส์และอวกาศของ MIT
Michael McDonald รองศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่ MIT และผู้เขียนร่วมของการวิจัยนี้นำทีมวิจัยที่ค้นพบกลุ่มฟีนิกซ์ในปี 2010 โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขั้วโลกใต้-
สองปีต่อมาพวกเขาสังเกตอีกครั้งด้วยกล้องโทรทรรศน์หลายตัว พวกเขาพบว่ากาแลคซีกลางในคลัสเตอร์สว่างไสวอย่างไม่คาดคิดเนื่องจากการก่อตัวของดาวฤกษ์ นักวิจัยกล่าวว่ามากถึง 1,000 ดาวสามารถก่อตัวขึ้นในแต่ละปีจำนวนที่น่าประหลาดใจเมื่อเทียบกับทางช้างเผือกซึ่งมีน้อยกว่า 10 ดาวต่อปีตามการวิจัยบางอย่าง
ในการสังเกตก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์ได้พบก๊าซร้อนมากและมีก๊าซเย็นมากในคลัสเตอร์ฟีนิกซ์ พวกเขาได้สังเกตเห็นช่องว่างของก๊าซอัลตรมอทที่มีการวัดประมาณ 1 ล้านองศาฟาเรนไฮต์และภูมิภาคของก๊าซเย็นมากที่มีการวัดเพียง 10 เคลวินหรือ 10 องศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์
ก๊าซร้อนไม่ผิดปกติตั้งแต่การพิมพ์สุดยอด(SMBHS) สามารถปล่อยไอพ่นที่มีพลังอย่างมากที่สามารถให้ความร้อนกับก๊าซ เมื่อกาแล็กซี่ยังเด็กก๊าซบางตัวนี้จะเย็นลงและก่อตัวเป็นดาว กาแลคซีกลางของฟีนิกซ์คลัสเตอร์ยังมีก๊าซเย็น การสังเกตก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าไม่มีก๊าซอุ่นซึ่งแปลก มีคำตอบสำหรับปัญหาการไหลของการระบายความร้อนในคลัสเตอร์ฟีนิกซ์หรือไม่?
นักวิจัยให้เหตุผลว่าหากกาแลคซีกลางฟีนิกซ์สร้างก๊าซเย็นที่ตรวจพบแล้วจะต้องมีก๊าซอุ่นที่อยู่ตรงกลางระหว่างก๊าซร้อนและก๊าซเย็น นี่คือที่ที่ JWST เข้าสู่ภาพ
JWST ซึ่งมีความสามารถอินฟราเรดที่ทรงพลังพบก๊าซอุ่น นั่นแสดงให้เห็นว่าคลัสเตอร์สามารถสร้างก๊าซเย็นที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของดาวเนื่องจากก๊าซอุ่นเป็นหลักฐานของการเปลี่ยนแปลงระหว่างอุณหภูมิสุดขั้ว
การสังเกต JWST ใหม่ซึ่งขึ้นอยู่กับการปล่อยนีออนให้แผนที่ก๊าซขนาดใหญ่ครั้งแรกที่อุณหภูมิระหว่าง 100,000 ถึง 1,000,000 เคลวินในคลัสเตอร์ฟีนิกซ์
พวกเขาใช้สเปกโตรมิเตอร์ความละเอียดปานกลางบน MIRI และรวบรวมข้อมูลอินฟราเรด 12 ชั่วโมง พวกเขากำลังมองหาความยาวคลื่นเฉพาะของแสงที่ปล่อยออกมาโดยนีออนที่ประมาณ 300,000 K หรือ 540,000 F. นี่แสดงให้เห็นว่าการปรากฏตัวของก๊าซอุ่นกลางที่จะเป็นหลักฐานของการระบายความร้อน
อย่างยิ่งนีออนเป็นส่วนร่วมกับคุณสมบัติอื่น ๆ เช่นก๊าซที่เย็นที่สุดและไซต์ของการสร้างดาวฤกษ์ที่ใช้งานอยู่ นี่คือหลักฐานที่สนับสนุนการเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างก๊าซระดับกลางการระบายความร้อนและการก่อตัวของดาว
“ ก๊าซ 300,000 องศานี้เป็นเหมือนสัญญาณนีออนที่ส่องแสงในช่วงความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจงของแสงและเราจะเห็นกอและเส้นใยของมันตลอดทั้งมุมมองของเราข่าวประชาสัมพันธ์- "คุณสามารถเห็นมันได้ทุกที่"
“ เป็นครั้งแรกที่เรามีภาพที่สมบูรณ์ของเฟสร้อนถึงอุ่นในการก่อตัวของดาวซึ่งไม่เคยพบมาก่อนในกาแลคซีใด ๆ ” Reefe กล่าว "มีรัศมีของก๊าซกลางนี้ทุกที่ที่เราเห็น"
ความจริงที่ว่านักดาราศาสตร์ไม่สามารถมองเห็นก๊าซอุ่น ๆ ในกลุ่มฟีนิกซ์ไม่ได้หมายความว่ามันไม่ได้อยู่ที่นั่น JWST ให้นักวิจัยดูกาแลคซีที่ดีที่สุดโดยเปิดเผยรายละเอียดที่ซ่อนอยู่ก่อนหน้านี้
ถึงกระนั้นคำถามที่ต้องถามก็คือฟีนิกซ์พิเศษหรือไม่ JWST จะพบก๊าซอุ่น ๆ ในกาแลคซีอื่นหรือไม่?
"คำถามตอนนี้คือทำไมระบบนี้?" เพิ่มผู้เขียนร่วม McDonald "Starburst ขนาดใหญ่นี้อาจเป็นสิ่งที่ทุกกลุ่มต้องผ่านในบางจุด แต่เราแค่เห็นว่ามันเกิดขึ้นในกลุ่มหนึ่งในขณะนี้ความเป็นไปได้อื่น ๆ ก็คือมีบางสิ่งที่แตกต่างเกี่ยวกับระบบนี้และฟีนิกซ์ก็ลงเส้นทางที่ระบบอื่น ๆ อย่าไป
“ ก่อนหน้านี้กับฟีนิกซ์กลุ่มกาแลคซีที่ก่อตัวเป็นดาวเด่นที่สุดในจักรวาลมีประมาณ 100 ดาวต่อปีและแม้กระทั่งนั่นก็เป็นค่าที่ผิดปกติหมายเลขทั่วไปคือหนึ่ง-ish” แมคโดนัลด์กล่าว "ฟีนิกซ์ถูกชดเชยจากส่วนที่เหลือของประชากร"
สิ่งนี้นำเราไปสู่หนึ่งในคำถามที่ยังไม่ได้ตอบเกี่ยวกับกาแลคซีเก่า พวกเขาควรจะดับหรือ 'แดงและตาย' แต่ไม่ใช่ทั้งหมดของพวกเขา ก๊าซเย็นนี้มาจากไหน? มันมาจากภายนอกกาแลคซีเหล่านี้หรือไม่?
"คำถามคือ: ก๊าซเย็นนี้มาจากไหน" แมคโดนัลด์กล่าว "ไม่ใช่ว่าก๊าซร้อนจะเย็นลงเพราะอาจมีหลุมดำหรือคำติชมซูเปอร์โนวาดังนั้นจึงมีตัวเลือกที่ใช้งานได้น้อยที่สุดคือก๊าซเย็นนี้ถูกเหวี่ยงเข้าไปในศูนย์จากกาแลคซีใกล้เคียงอื่น ๆ คือก๊าซนี้จะเย็นลงโดยตรงจากก๊าซร้อนในแกนกลาง "
ความจริงที่ว่าการปล่อยมลพิษ [NE VI] นั้นเป็น cospatial กับเว็บไซต์ของการสร้างดาวฤกษ์ที่ใช้งานแสดงให้เห็นตอนล่าสุดของการระบายความร้อนด้วยก๊าซอย่างรวดเร็ว
นักวิจัยกล่าวว่าการระบายความร้อนสุดขั้วของสหรัฐฯนี้สร้างก๊าซโซลาร์เซลล์จำนวน 20,000 ก้อนในแต่ละปี นั่นแสดงให้เห็นว่ากาแลคซีสามารถจัดหาก๊าซเย็นของตัวเองสำหรับการก่อตัวของดาวและมันไม่ได้มาจากที่อื่น คำถามคืออย่างไร?
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าอย่างใดหลุมดำกลางกำลังส่งเสริมการระบายความร้อนของก๊าซแทนที่จะให้ความร้อน
"ข้อมูลเหล่านี้มีแผนที่ก๊าซขนาดใหญ่ที่อุณหภูมิระหว่าง 105 เคลวินและ 106 เคลวินในแกนคลัสเตอร์และเน้นบทบาทสำคัญที่ข้อเสนอแนะของหลุมดำไม่เพียง แต่ควบคุมการระบายความร้อน แต่ยังส่งเสริม" ผู้เขียนเขียน
การวิจัยตอบคำถามส่วนหนึ่งของคำถามที่กลุ่มฟีนิกซ์โพสท่า
"หากตอนการระบายความร้อนระยะสั้นเป็นเรื่องธรรมดาในประชากรกลุ่มกาแล็กซี่ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่จำเป็นสำหรับการตอบรับ AGN อย่างต่อเนื่องฟีนิกซ์ให้หน้าต่างที่ไม่ซ้ำกันในช่วงสำคัญนี้ แต่ไม่ค่อยถูกจับ จักรวาล "ผู้เขียนเขียนในบทสรุปของพวกเขา
“ ฉันคิดว่าเราเข้าใจอย่างสมบูรณ์ว่าเกิดอะไรขึ้นในแง่ของสิ่งที่สร้างดาวเหล่านี้ทั้งหมด” แมคโดนัลด์กล่าว "เราไม่เข้าใจว่าทำไม แต่งานใหม่นี้ได้เปิดวิธีใหม่ในการสังเกตระบบเหล่านี้และเข้าใจพวกเขาได้ดีขึ้น"
บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกโดยจักรวาลวันนี้- อ่านบทความต้นฉบับ-
