Studimi i Rritjes së Galaxy në Universin e Hershëm me Romanin e NASA-s

Në Perëndimin e Egër Amerikan, mesdita e lartë ishte një kohë për duele dhe përballje. Kur bëhet fjalë për historinë e universit, mesdita kozmike shfaqi fishekzjarre të një lloji tjetër. Rreth 2 deri në 3 miliardë vjet pas shpërthimit të madh, shumica e galaktikave kaluan një vrull rritjeje, duke formuar yje me një shpejtësi qindra herë më të lartë se sa shohim sot në galaktikën tonë, Rrugën e Qumështit. Kur të nisë deri në maj 2027, teleskopi hapësinor Roman Nancy Grace i NASA-s premton të sjellë njohuri të reja në kulmin e formimit të yjeve.

Mesdita kozmike është një kohë e rëndësishme në historinë e universit, sepse ajo formësoi se si janë galaktikat sot. Por shumë pyetje mbeten pa përgjigje. Pse formimi i yjeve arriti kulmin dhe më pas ra? Pse disa galaktika papritmas ndaluan së formuari yje ndërsa të tjerat u zbehën gradualisht? Sa të rëndësishme ishin ndikimet lokale si numri i fqinjëve galaktikë në formësimin e këtij evolucioni?

Për t’iu përgjigjur këtyre pyetjeve, astronomëve u duhet një mostër e bollshme galaktikash nga ajo periudhë kohore për të studiuar. Fuqia e Romanit do të qëndrojë në aftësinë e tij për të kapur mijëra objekte me interes në një pamje të vetme. Me një studim kaq të madh, shkencëtarët nuk do të duhet të zgjedhin dhe zgjedhin objektivat e tyre të preferuar paraprakisht, gjë që mund të çojë në paragjykime të paqëllimshme.

“Me një fushë shikimi 100 herë më të gjerë se Teleskopi Hapësinor Hubble, Roman mund të ndryshojë peizazhin astronomik duke qenë kaq efikas,” tha Kate Whitaker, asistent profesor i Astronomisë në Universitetin e Massachusetts në Amherst. Hulumtimi i Whitaker fokusohet në studimin e rregullimit të formimit dhe shuarjes së yjeve në galaktikat masive në universin e hershëm.

Fusha e gjerë e shikimit të Romanit gjithashtu do t’u mundësojë astronomëve të vendosin galaktikat individuale në kontekst duke parë sesi rritja e tyre dhe ngadalësimet e mëvonshme ndryshojnë në varësi të vendndodhjes së tyre brenda “rrjetit” kozmik – strukturës në shkallë të gjerë të universit.

“Ju bëni një imazh dhe merrni gjithçka. Ne do të shohim se çfarë dhe ku janë objektet interesante, “tha Casey Papovich, profesor i Astronomisë në Universitetin A&M të Teksasit në College Station, Teksas. Hulumtimi i Papovich përfshin përcaktimin sasior të rritjes dhe grumbullimit të masës yjore në galaktikat në universin e hershëm.

Ndërsa imazhet mund t’i ndihmojnë astronomët të dallojnë galaktikat me interes, shumë më tepër informacion mund të mblidhen duke përhapur dritën e një galaktike në një spektër. Papovich, me Vicente (Vince) Estrada-Carpenter të Universitetit të Shën Marisë në San Antonio, Teksas, dhe kolegët e tyre, ka krijuar një teknikë për nxjerrjen e dritës nga të gjithë yjet në një galaktikë të kombinuar.

Duke ekzaminuar spektrin e një galaktike, ju mund të mësoni për moshat e yjeve të saj, historinë e saj të formimit të yjeve, sa elementë të rëndë kimikë përmban, dhe më shumë. Duke e bërë këtë për një numër të madh galaktikash të hershme, astronomët mund të mësojnë rreth proceseve që nxitën dhe përfundimisht i dhanë fund kësaj periudhe të rritjes së shpejtë.

Fuqia e Romanit mund të rritet edhe më tej duke vëzhguar galaktika të largëta, drita e të cilave është shtrembëruar nga një fenomen i quajtur lente gravitacionale. Graviteti i një grumbulli galaktikash që ndërhyn mund të zmadhojë dhe ndriçojë dritën nga një galaktikë më e largët, duke i lejuar astronomët të studiojnë galaktikën e sfondit në më shumë detaje sesa do të ishte në dispozicion.

Whitaker tashmë po e përdor këtë teknikë me Hubble për të studiuar bërthamat e galaktikave të reja kundrejt periferisë së tyre. Kjo punë kërkon të përcaktojë nëse formimi i yjeve mbyllet nga jashtë-brenda-jashtë – domethënë nga periferia e galaktikës në qendrën e saj ose anasjelltas.

“Shuarja e galaktikave – një fund i papritur i formimit të yjeve – mund të jetë një proces i shpejtë në shkallët kozmologjike. Si rezultat, kapja e një personi në akt është e vështirë, sepse ato janë kaq të rralla, “tha Whitaker. “Roman do të na ndihmojë të gjejmë ata shembuj të rrallë.”

Ndërsa pamja e bazuar në hapësirë ​​e Romanit do të sigurojë mprehtësi dhe stabilitet të shkëlqyeshëm, observatorët me bazë tokësore gjithashtu do të hyjnë në lojë në studimin e mesditës kozmike. Për shembull, grupi Atacama Large Milimeter/nënmilimetër mund të masë përmbajtjen e gazit dhe pluhurit të galaktikave të largëta. Dhe teleskopët e ardhshëm të klasit 30 metra do të jenë në gjendje të matin detaje të hollësishme në spektrat e galaktikave për shkak të aftësisë së tyre për të mbledhur shumë dritë.

“Observatorët romakë dhe ato tokësore do të plotësojnë njëri-tjetrin. Roman do të identifikojë dhe karakterizojë në mënyrë të vetme dhe efikase galaktikat më interesante në fusha të mëdha shikimi. Më pas mund të kthehemi me teleskopë tokësorë për t’i studiuar ato në më shumë detaje, “shpjegoi Papovich.

Teleskopi Hapësinor Roman Nancy Grace menaxhohet në Qendrën e Fluturimeve Hapësinore të NASA-s Goddard në Greenbelt, Maryland, me pjesëmarrjen e Laboratorit Jet Propulsion të NASA-s dhe Caltech/IPAC në Kaliforninë Jugore, nga Instituti Shkencës i Teleskopit Hapësinor në Baltimore dhe një ekip shkencor i përbërë nga shkencëtarë nga të ndryshëm. institucionet kërkimore. Partnerët kryesorë industrialë janë Ball Aerospace and Technologies Corporation në Boulder, Kolorado; L3Harris Technologies në Melburn, Florida; dhe Teledyne Scientific & Imaging në Thousand Oaks, Kaliforni.