Astronomii au observat o serie de galaxii situate la sute de milioane de ani lumina distanta fata de noi care mor prea rapid. Vinovatul pare sa fie materia intunecata care reuseste sa saraceasca galaxiile in hidrogen, princialul combustibil pentru formarea de noi stele.

De mai multa vreme astronomii au observat o serie de galaxii gigante situate la distante de sute de milioane de ani lumina fata de noi care mor prea rapid. Moartea acestor galaxii, incapabile sa genereze noi stele, reprezinta un mister in astronomia actuala. Mister pe care insa oamenii de stiinta sunt pe cale de a-l rezolve in urma unui studiu recent in care a fost folosita o noua metoda de analiza ce combina informatiile obtinute din observarea a mii de galaxii.

O galaxie reprezinta o grupare mai mare sau mai mica de stele, avand forme care pot varia de la cea eliptica, la o spirala cu mai multe brate sau alte forme mai mult sau mai putin regulate. Galaxiile supravietuiesc atata vreme cat in interiorul acestora se nasc noi stele. Stelele au o viata mai scurta sau mai indelungata in functie de marimea acestora. Stelele mici traiesc mai mult decat stelele mari, care consuma, prin reactii de fuziune nucleara, mai rapid combustibilul din interiorul lor. Soarele nostru de exemplu este o stea de dimensiune medie, care va avea o viata cu durata de circa 10 miliarde de ani. Stelele mult mai mari decat Soarele traiesc mai putin si, la moartea lor, pot genera asa-numitele stele de neutroni sau gauri negre.

O galaxie se mentine in viata atata timp cat se formeaza deci noi stele. Acestea iau nastere din agregarea gazului din interiorul galaxiei, in mare parte hidrogen. Acesta se aduna in “bulgari” de gaz care atrag din ce in ce mai mult hidrogen, pana cand pornesc reactiile nucleare care dau viata stelei.

Durata de viata a unei galaxii depinde deci de cantitatea de gaz pe care o contine. Galaxiile cu cantitati abundente de hidrogen au o viata indelungata.

Cum se explica atunci viata scurta a galaxiilor observate de astronomi? De ce traiesc mai putin decat ne asteptam?

Explicatia a fost descoperita in urma unui studiu efectuat de o echipa internationala asupra unui numar de 11000 de galaxii cu durata de viata redusa. Rezultatele studiului au fost publicate recent in revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Grupul de astronomi a reusit sa descopere o “hemoragie” de hidrogen din galaxiile studiate in spatiul cosmic.

Cine este vinovatul? Din ce motiv hidrogenul iese din galaxii, generand moartea acestora?

Galaxiile se situeaza de obicei in halouri de materie intunecata (acea forma de materie care exercita atractie gravitationala dar nu emite lumina, si care pana la ora actuala nu se stie din ce anume este alcatuita). In interiorul acestori halori de gaseste plasma, adica un gaz ionizat  fierbinte, cu temperatura de milioane de grade. Presiunea exercitata de plasma asupra unei galaxii care se situeaza in interiorul acesteia are drept efect pierderea de hidrogen din galaxie (ram pressure stripping). In galaxiile ce raman fara hidrogen nu se mai nasc noi stele si galaxia moare. Pentru a ajunge la acest rezultat astronomii au combinat informatiile care proveneau de la observarea a mii de galaxii, folisind o tehnica inovativa, care i-a ajutat sa determine continutul mediu de hidrogen in grupuri de galaxii.

Saracirea in hidrogen a galaxiilor este din ce in ce mai eficienta pe masura de acestea se gasesc in halouri tot mai mari de materie intunecata. In cazuri extreme hidrogenul este “furat” din galaxii in cateva zeci de milioane de ani, ceea ce reprezinta o durata extrem de scurta in Univers.

Materia intunecata are deci efecte catastrofice pentru viata galaxiilor, ajungand sa le “ucida”.  Multe experimente la ora actuala, la acceleratoare de particule si in laboratoarele subterane, incearca sa descopere din ce anume este alcatuita. Studii precum cel pe care vi l-am prezentat ne pot da informatii indirecte asupta materiei intunecate si a distributiei acesteia in Univers.

 

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro