Protogalaxy

Protogalaxy ( primitiv galakse ; engelsk  protogalaxy , urgalakse ): i  fysisk kosmologi  , en sky af interstellar gas på transformationsstadiet til en  galakse . Det menes, at hastigheden af ​​stjernedannelse i denne periode med galaktisk udvikling bestemmer spiralformen eller den elliptiske form af det fremtidige stjernesystem: den langsommere dannelse af stjerner fra lokale klumper af interstellar gas fører normalt til fremkomsten af ​​en spiralgalakse. Udtrykket "protogalaxy" bruges hovedsageligt til at beskrive de tidlige faser af universets udvikling inden for rammerne af Big Bang -teorien .

Uddannelse

Det antages, at det tidlige univers begyndte med en næsten jævn fordeling (hver partikel lige langt fra den næste) af stof og mørkt stof . Det mørke stof begyndte derefter at klumpe sig sammen under gravitationel tiltrækning på grund af det indledende spektrum af tæthedsforstyrrelser forårsaget af kvanteudsving . Dette følger af Heisenberg-usikkerhedsprincippet , som viser, at små, midlertidige ændringer i mængden af ​​energi kan forekomme i det tomme rum. Partikel / antipartikel-par kan dannes ud fra denne energi gennem masse-energi-ækvivalens , og tyngdekraftens tiltrækning får andre nærliggende partikler til at bevæge sig mod det, bryder den ensartede fordeling og skaber et tyngdepunkt , der trækker nærliggende partikler tættere på. Når dette sker ved universets nuværende størrelse, er det ubetydeligt, men positionen af ​​disse bittesmå svingninger, da universet begyndte at udvide sig fra et punkt, havde en effekt, der steg efterhånden som universet udvidede sig, hvilket førte til dannelsen af ​​store områder af øget tæthed. Under indflydelse af tyngdekraften af ​​disse klynger af mørkt stof begyndte nærliggende stof at falde ind i et tættere område. Denne form for proces er rapporteret at være blevet observeret og analyseret af Nilsson et al. i 2006. Dette førte til dannelsen af ​​gasskyer, overvejende brint , og de første stjerner begyndte at dannes i disse skyer. Disse gasskyer og tidlige stjerner, mange gange mindre end vores galakse, var de første protogalakser.

Ifølge en veletableret teori blev grupper af små proto-galakser trukket sammen af ​​tyngdekraften og kolliderede, hvilket resulterede i dannelsen af ​​de meget større "voksne" galakser, der eksisterer i dag. Dette var resultatet af en kontinuerlig proces med hierarkisk samling, hvorunder større kroppe konstant dannes som et resultat af sammensmeltningen af ​​mindre.

Egenskaber

Struktur

Da der ikke var nogen tidligere stjernedannelse til at skabe andre grundstoffer, må protogalakser næsten udelukkende have været sammensat af brint og helium . Hydrogen, med nogle undtagelser, måtte binde for at danne H2- molekyler . Dette ville ændre sig, efterhånden som stjernedannelsen begyndte, og flere grundstoffer ville blive dannet i processen med nuklear fusion .

Mekanik

Så snart protogalaksen begynder at dannes, begynder alle partikler, der er bundet af dens tyngdekraft, at falde frit mod den. Den tid, der kræves for at fuldføre dette frie fald, kan tilnærmes ved hjælp af fritfaldsligninger . De fleste galakser har fuldført dette frie faldstadium for at blive stabile elliptiske eller diskgalakser , hvor det tager længere tid at danne diskgalakser fuldt ud.

Dannelsen af ​​galaksehobe tager meget længere tid og er stadig i gang. På dette stadium opnår galakser også det meste af deres vinkelmomentum . En protogalaxy får dette fra gravitationspåvirkningen af ​​tætte klynger i nærheden i det tidlige univers, og jo længere gassen er fra centrum, jo ​​mere spin bliver den.

Lysstyrke

Lysstyrken af ​​protogalakser kommer fra to kilder. Først og fremmest er dette stråling fra kernefusionen af ​​brint til helium i tidlige stjerner. Dette tidlige udbrud af stjernedannelse menes at have gjort protogalaksen sammenlignelig i lysstyrke med en moderne stjerneudbrudsgalakse eller kvasar .

En anden kilde er frigivelsen af ​​overskydende gravitationsbindingsenergi. Den vigtigste bølgelængde, der forventes fra en protogalakse, er en type ultraviolet stråling , kaldet Lyman-serien , som er den bølgelængde, der udsendes af brintgas, når den ioniseres af stråling fra en stjerne.

Discovery

Protogalakser kan teoretisk set stadig ses i dag, da lys fra de fjerneste hjørner af universet er meget lang tid om at nå Jorden, nogle steder længe nok til, at vi kan se dem på det tidspunkt, hvor de var beboet af protogalakser. I løbet af de sidste 30 år er der blevet gjort mange forsøg på at finde protogalakser ved hjælp af teleskoper på grund af værdien af ​​en sådan opdagelse til at bekræfte, hvordan galakser dannes, men den afstand, som lys, der angiveligt udsendes af en protogalakse, skal rejse, er meget stor. Dette, kombineret med det faktum, at Lyman-seriens bølgelængde ret let absorberes af støv, har fået nogle forskere til at spekulere i, at emissionen fra protogalakser kan være for svag til at opdage.

I 1996 blev et protogalaxy-lignende objekt opdaget af Yee et al. ved hjælp af Canadian Network for Observational Cosmology (CNOC). Objektet var en skiveformet galakse med en høj rødforskydning og en meget høj lysstyrke. Det blev senere foreslået, at den usædvanlige lysstyrke var forårsaget af gravitationslinser af en galaksehob i forgrunden.

I 2006 rapporterede K. Nilsson og andre videnskabsmænd om opdagelsen af ​​en "dråbe", der udsender Lymans ultraviolette stråling. Analysen viste, at det var en gigantisk sky af gasformigt brint, der faldt på en klynge af mørkt stof i det tidlige univers under dannelsen af ​​en protogalakse.

I 2007 opdagede Michael Rauch et al., der brugte VLT 's optiske array til at søge efter tegn på tilstedeværelsen af ​​intergalaktisk gas, 27 individuelle objekter, der udsender store mængder af Lyman-type ultraviolet stråling. De konkluderede, at disse objekter er eksempler på protogalakser, der eksisterede for omkring 11 milliarder år siden.

Se også

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier