Acest proces de evoluţie are loc la toate tipurile de galaxii ce au o formă de disc plat, indiferent dacă acestea sunt mari, mici, izolate sau aglomerate în cadrul unui cluster galactic. Toate galaxiile de acest tip îşi schimbă, în timp, aspectul de la o formă neregulată, având stelele adunate în grupuri izolate, către o formă netedă, cu o distribuţie omogenă a stelelor.
În urma acestui proces, luminozitatea galaxiei scade treptat din centrul său către periferie. Curtis Struck, un astronom din cadrul Iowa State University, afirmă următoarele într-un rezumat scris al activităţii sale de cercetare: „În discurile galactice, toate cicatricile din perioada copilăriei şi toate urmele din perioada adolescenţei, se netezesc cu timpul".
Curtis Struck din partea Iowa State University şi Bruce Elmegreen, de la IBM, studiază modul prin care galaxiile evoluează dintr-o formă neregulată (imaginea din stânga) către o formă regulată, netedă şi omogenă (imaginea din dreapta).
Credit: Sloan Digital Sky Survey
Dar cum are loc acest proces de omogenizare la nivelul galaxiei?
Struck, care este un profesor de fizică şi astronomie care studiază evoluţia galaxiilor şi care a scris cartea „Galaxy Collisions", în anul 2011, a declarat că au fost propuse câteva explicaţii, dar cele mai multe dintre ele se referă numai la anumite tipuri de galaxii. Nu a existat o explicaţie pentru reducerea luminozităţii, în mod exponenţial, din discurile galactice, care este un proces aproape universal la nivelul galaxiilor.
Pentru a încerca să găsească o explicaţie a acestei constatări, Struck şi Bruce Elmegreen, un om de ştiinţă implicat în activitatea de cercetare din cadrul Thomas J. Watson Research Center al IBM din Yorktown Heights, New York, au realizat modele computerizate care simulează evoluţia galaxiilor. Ei cred că au găsit un răspuns la întrebarea de mai sus luând în considerare valoarea atracţiei gravitaţionale dintre grupurile de stele, dispuse neregulat, din structura galaxiilor tinere.
Ei au prezentat concluziile cercetării lor într-o lucrare intitulată „Exponential Galaxy Disks from Stellar Scattering" care a fost publicată în mediul online de către The Astrophysical Journal Letters.
Studiul realizat de Struck şi Bruce Elmegreen s-a bazat pe cel mai simplu model posibil de galaxie, dar care include condiţiile esenţiale pentru formarea acesteia: un disc plat, subţire şi stele care orbitează şi care sunt supuse acţiunii gravitaţionale a aglomerărilor stelare masive.
„Noi ne-am concentrat atenţia pe aglomerările stelare", a declarat Struck. „Ne-am gândit că structura sub formă de pâlcuri ce se întâlneşte în discurile galaxiilor tinere ar putea fi responsabilă atât pentru omogenitatea ulterioară de la nivelul galaxiei, cât şi de modul de variaţie al luminozităţii, care are un caracter universal la nivelul acestor galaxii".
Struck a declarat că modelele lor computerizate au arătat că ipoteza lor este reală. Gravitaţia acestor pâlcuri, formate din gaz interstelar şi stele tinere, modifică orbitele stelelor din apropiere. În unele cazuri, schimbările sunt importante, afectând orbitele stelelor. Mişcarea stelelor devine perturbată în raport cu orbita lor originală, care era aproape circulară.
În timp, modificarea orbitelor stelare, dintr-o formă circulară într-o formă uşor eliptică, produce o atenuare progresivă, fină, a luminozităţii la nivelul galaxiei, din centrul acesteia către marginea ei.
Noi ne referim aici la o perioadă foarte lungă: „Acest proces durează de la câteva sute de milioane de ani la câteva miliarde de ani", a spus Struck.
Se potrivesc aceste concluzii cu datele ce au provenit de la telescopul spaţial Hubble şi de la marile telescoape terestre (instrumente care au permis astronomilor să observe galaxiile îndepărtate în faza lor timpurie şi la care aglomerările stelare neregulate erau prezente)?
„Da, ele se potrivesc cu datele observaţionale obţinute în trecut", afirmă Struck.
De asemenea, Struck a declarat că mai este mult de lucru până să se poată explica misterul procesului de reducere fină a luminozităţii din cadrul galaxiilor bătrâne, sub formă de disc. Struck şi Elmegreen vor adăuga, în mod treptat, mai multe fenomene fizice în cadrul modelele lor computerizate pentru a determina care sunt implicaţiile unei complexităţi mai mari în ceea ce priveşte concluzia lor cu privire la fenomenul important de împrăştiere a stelelor.
Chiar şi aşa, Struck a declarat că modelele existente au oferit o bună explicaţie pentru modul în care arată discurile galaxiilor bătrâne. „În cazul în care există unele aglomerări în galaxie, veţi obţine, în cele din urmă, acest profil neted al luminozităţii acesteia", a declarat el.
Traducere de Cristian-George Podariu după astronomers-disk-galaxies-eventually-alike
