Astrônomos estão intrigados por que parece que algumas das galáxias mais distantes no universo são mais densos de estrelas do que o esperado. Nesta imagem da Via Láctea aglomerado estelar Omega Centauri, estrelas brilhantes foram as cores azul, mais vermelho fraco. Para galáxias mais distantes, no entanto, estrelas fracas são impossíveis de ver. Agora acontece que algumas das galáxias mais distantes no universo são mais repleto de estrelas do que os astrônomos esperavam.
Os dados galáxias dão astrônomos vem à luz das suas estrelas. Mas as estrelas não carregam toda a massa de uma galáxia. De acordo com o modelo de corrente, uma parte da massa é a matéria escura invisível, o qual não pode ser medida directamente.
"Para estimar exatamente o que é a massa que eles têm, nós sempre usar esse fator de conversão, para converter luz em massa", diz o astrônomo da Universidade de Oxford Michele Cappellari. "A conversão foi utilizado por muitas décadas estava errado, e terá de ser revisto", disse Cappellari.
O estudo tomou um olhar mais atento sobre 260 galáxias iniciais e constatou que a distribuição das estrelas nas galáxias iniciais é realmente diferente de galáxias que se formaram em um momento posterior no universo - uma descoberta que pode mudar a nossa compreensão de como as galáxias evoluem.
No centro do enigma é uma fórmula astronômico conhecido como a função de massa inicial, ou FMI. A fórmula ajuda astrônomos determinar a massa de estrelas dentro de uma galáxia, que podem então ser usados para medir o crescimento da galáxia ao longo do tempo.
A equipe de Oxford calculou a massa das estrelas na pesquisa, estudando a energia que irradia. Eles compararam esse número com a massa obtida através da medição do movimento das estrelas, que é controlada pela força gravitacional da galáxia.
Cappellari descobriu que a relação entre a luz visível e massa estelar varia de tipo para tipo de galáxia galáxia. O delta foi maior para as galáxias mais distantes, que são três vezes mais cheio de estrelas do que o esperado - os astrônomos não tinham sido contando estrelas fracas - como as vermelhas em galáxias distantes, como Omega Centauri.
A distribuição de baixa a alta massa estrelas foi três vezes mais massa nas galáxias mais antigas do que as galáxias mais jovens dentro do inquérito. As galáxias elípticas e lenticulares mais jovens tiveram resultados semelhantes aos galáxias espirais como a Via Láctea.
Os pesquisadores descobriram que as galáxias mais velhas têm uma maior fração de estrelas de pequena massa do que seus colegas mais jovens. Os pesquisadores determinaram que a função de massa inicial, muito tempo se pensou constante em galáxias de todos os tipos e idades, de fato varia para estes grupos estelares mais velhas, uma descoberta com conseqüências profundas.
"O FMI é necessário para converter a luz das galáxias que observamos na massa estelar que todos os modelos de prever", disse Cappellari space.com. "Até agora, os astrofísicos assumiu esta conversão pode ser realizada com um FMI universal. O que parece claro ... é que as mais antigas galáxias no universo se formou suas estrelas em eventos muito mais dramáticos e intensos, enquanto galáxias espirais formadas estrelas mais calma para a grande parte de suas vidas. "
A razão para esta variação continua a ser um mistério. O enigma cósmico é "como é que estas galáxias estrelas de pelúcia chegar a ser tão grande tão cedo em suas vidas? Eles precisam crescer mais rápido do que as pessoas pensavam", disse Cappellari.
Hubble da NASA Telescópio Espacial capturou a imagem no topo da página de 100.000 estrelas que residem no núcleo de aglomerado aglomerado globular Omega Centauri, que possui quase 10 milhões de estrelas. Os enxames globulares, enxames de estrelas antigas unidos pela gravidade, são os posseiros de nossa galáxia, a Via Láctea. As estrelas de Omega Centauri têm entre 10 bilhões e 12 bilhões de anos. O cluster fica a cerca de 16.000 anos-luz da Terra.
Esta é uma das primeiras imagens tiradas pela Câmera de Campo Amplo 3 novo (WFC3), instalado a bordo do Hubble, em maio de 2009, durante a Missão de Manutenção 4. A câmara pode agarrar as imagens nítidas sobre uma ampla gama de comprimentos de onda.
A maioria das estrelas na imagem são amarelo-branco, como o nosso sol. Estas são estrelas de adultos que estão brilhando pela fusão do hidrogênio. Para o fim de suas vidas normais, as estrelas tornam-se mais frio e maior. As estrelas de fim de vida são os pontos laranja na imagem.
Mesmo mais tarde, em seus ciclos de vida, as estrelas continuam a esfriar e expandir em tamanho, tornando-se gigantes vermelhas. As estrelas vermelhas brilhantes inchar a muitas vezes maiores do que o tamanho de nosso Sol e começar a lançar os seus envelopes de gases.
Depois de expulsar mais de sua massa e esgotar grande parte do seu combustível de hidrogênio, as estrelas aparecem em azul brilhante. Apenas uma fina camada de material cobre as suas super-quentes núcleos. As estrelas estão desesperadamente tentando prolongar suas vidas através da fusão de hélio em seus núcleos.Nesta fase, que emitem grande parte da sua luz a comprimentos de onda de ultravioleta.
Quando o hélio se esgotar, as estrelas chegar ao final de suas vidas. Apenas seus queimados núcleos permanecem, e eles são chamados de anãs brancas (os pontos fracos de azul na imagem). As anãs brancas não são mais produção de energia através de fusão nuclear e que gravitacionalmente contratada para o tamanho da Terra. Eles vão continuar a arrefecer e crescer dimmer para muitos milhares de milhões de anos até se tornarem cinzas escuros.
Outras estrelas que aparecem na imagem são os chamados "retardatários azuis." Eles são estrelas mais velhas que adquirem um novo sopro de vida, quando eles colidem e se fundem com outras estrelas. A impulsionar a taxa de encontros das estrelas de produção de energia, fazendo-os parecer mais azul.
A distância média entre quaisquer duas estrelas no núcleo lotado do cluster é apenas cerca de um terço de um ano-luz, cerca de 13 vezes mais perto que o nosso vizinho mais próximo da Sun estelar, Alpha Centauri.Embora as estrelas estão próximas entre si, nitidez WFC3 pode resolver cada um deles como estrelas individuais. Se alguém viveu neste aglomerado globular, eles iriam contemplar um céu estrelado saturada que é aproximadamente 100 vezes mais brilhante que céu da Terra.
A pesquisa foi publicada em 26 de abril questão da revista Nature.
Crédito de imagem: NASA / ESA / Anderson / van der Marel
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