Galaktikate morfoloogiline evolutsioon superparvedes ja tühikutes

Elmo Tempel | 4.04.2011

Tartu Observatooriumi teadlased Elmo Tempel'i juhtimisel koostöös Volker Mülleriga Potsdami Astrofüüsika Instituudist, Saksamaalt, uurisid, kuidas erineva morfoloogiaga galaktikate evolutsioon sõltub universumi suuremastaabilisest struktuurist. Antud töös ei uurita evolutsiooni otseselt, vaid vaadeldakse galaktikate jaotust praegusel ajal ning selle põhjal järeldatakse, kuidas nad on evolutsioneerunud.
 

Üldtunnustatud arusaama järgi on galaktikad universumi tihedamates piirkondades (superparvedes) kaugemale arenenud kui hõredamates piirkondades (tühikutes) paiknevad galaktikad. Peamiseks põhjuseks on asjaolu, et galaktikad tekivad peamiselt väiksemate süsteemide liitumisel ning tihedamates piirkondades toimub neid liitumisi rohkem. Antud evolutsiooniline eripära võimaldabki uurida galaktikate evolutsiooni, kasutades selleks vaatlusi ainult käesolevast hetkest.
 
Galaktikate evolutsiooni uurimiseks kasutame praeguse hetke suurimat galaktikate taevaülevaadet SDSS. Universumi suuremastaabilise struktuuri kirjeldamiseks kasutame heledus-tiheduse välja, mis pärast vaatluslikke ja selektsiooni parandeid võimaldab küllalt usaldusvääruselt eristada Universumis eri tihedusega piirkondi: tühikuid, filamente ja superparvi.
 
Galaktikate evolutsiooni jälgimiseks kasutame galaktikate heledusfunktsiooni – vaadeldud galaktikate heleduste jaotust. Evolutsiooni uurimiseks jagasime galaktikad morfoloogia järgi kaheks alamvalimiks: spiraalsed ja elliptilised galaktikad. Galaktikate heledusfunktsiooni arvutamine eeldab, et me teame galaktikate tegelikke heledusi. Kuna galaktikasisene tolm neelab galaktika tähtede valgust ning tolmu on märkimisväärses koguses spiraalgalaktikatel, siis spiraalgalaktikate vaadeldud heledus on galaktikasisese neeldumise tõttu nõrgem kui tegelik galaktika heledus. Antud töös on erilist tähelepanu pööratud spiraalgalaktikate tegeliku heleduse taastamisele ning töös toodud tulemused ei sõltu galaktikasisesest neeldumisest.
 
Uurides galaktikate heledusfunktsiooni sõltuvana suuremastaabilisest struktuurist, järeldasime, et elliptiliste galaktikate evolutsioon sõltub tugevalt ümbritsevast suuremastaabilisest keskkonnast, seevastu spiraalsete galaktikate heledusfunktsioon jääb erineva tihedusega piirkondades muutumatuks. Elliptiliste galaktikate heleduste üldine sõltuvus globaalsest ümbrusest oli oodatav, kuna elliptilised galaktikad tekivad vastavalt praegusele galaktikate tekke paradigmale peamiselt galaktikate ühinemise tulemusel. Spiraalgalaktikate heledusfunktsiooni sarnasus erinevates piirkondades näitab aga, et spiraalgalaktikate tekkimine erinevates tingimustes on sarnane. Kuna hierarhilise kuhjumise teooria järgi peaksid ka spiraalgalaktikad sõltuma ümbritsevast globaalsest keskkonnast, piirab see tulemus spiraalgalaktikate tekke võimalikke viise.
 
Käesoleva töö tulemused näitasid selgelt, et galaktikate evolutsioonis on oluline globaalne, suuremastaabiline ümbrus ning see mõju on erinev spiraalsetele ja elliptilistele galaktikatele. Antud tulemuste detailne analüüs ning võimalike galaktikatekke stsenaariumite kitsendamine on järgmiste uurimuste teemadeks.