Kosmilise võrgustiku tühikutes leidub tähetekke lõpetanud galaktikaid
Väga suurel skaalal vaadates meenutab Universumi ehitus hiiglaslikku võrgustikku. Väiksematest galaktikate gruppidest ja üksikgalaktikatest koosnevad ahelad ehk filamendid moodustavad niidistiku, mille otsad suunduvad võrgustiku sõlmkohtadesse - rikastesse galaktikate parvedesse. Võrguahelate ja galaktikate vahel haigutab tühjus, kus nähtavat ainet pole peaaegu üldse. Need võrgustiku tühikud on erineva suurusega, kohati võivad nad olla isegi hiiglaslikud. Galaktikate grupid ja parved võivad koonduda omakorda suuremateks süsteemideks, mida nimetatakse galaktikate superparvedeks.
Kosmilist võrgustikku võib kirjeldada tihedusvälja abil, kus suurimateks ületiheduspiirkondadeks on superparved. Arvutused näitavad, et ehkki galaktikate superparved on suurimad süsteemid kosmilises võrgustikus, hõlmavad nad vaid 1% kogu ruumalast. Ülejäänu Universumi ruumalast võtavad enda alla alatiheduspiirkonnad, kus suuri tühikuid eraldavad vaid väga vaesed galaktikagrupid ning üksikgalaktikad, mille lähedal teisi heledaid galaktikaid ei ole. Küll aga võib üksikgalaktikatel olla kääbuskaaslasi. Rikkaid galaktikagruppe ei ole alatiheduspiirkondades üldse.
Galaktikate teke algas juba ülivarajases Universumis. Praeguses Universumis saab galaktikaid jagada nende tähekoostise keskmise vanuse alusel niisugusteks, kus tähtede teke ammu lõppenud, ja sellisteks, kus ka praegu käib aktiivne tähtede teke. Varasematest uuringutest on hästi teada, et rikaste galaktikaparvede keskosas paiknevad põhiliselt niisugused galaktikad, mis on parve kukkunud juba miljardeid aastaid tagasi. Sellistes galaktikates on parvekeskkonna mõjul täheteke ammu lõppenud. Tähed nendes on vanad ja vanad tähed annavad tervele galaktikale punase värvi. Enamasti on sellised galaktikad elliptilise kujuga.
Galaktikaparvede ning rikaste ja vaeste galaktikagruppide uurimised näitavad, et üldiselt on galaktikatega tihedamalt asustatud keskkonnas vanu galaktikaid palju ja hõredamas keskkonnas vähem. Päris hõredas keskkonnas pole vanu galaktikaid peaaegu üldse. Hõreda keskkonna galaktikad on enamasti spiraalsed või ebamäärase kujuga ja sinised. Sinine värv viitab sellele, et nendes galaktikates jätkub täheteke ka praegu.
Meie hiljuti ajakirjas Astronomy and Astrophysics (A&A) avaldatud uurimistöös esitasime küsimuse: kas on võimalik, et selliseid ammu tähetekke lõpetanud galaktikaid, nagu parvede keskel, võiks leida ka superparvedest väljaspool kosmilise võrgustiku tühikutes? Üldiselt arvatakse, et seal asuvad valdavalt aktiivse tähetekkega (sinised) üksikgalaktikad ja vaesed galaktikagrupid. Tühikutes asuvate galaktikate areng peaks oluliselt erinema galaktikate evolutsioonist rikastes galaktikaparvedes.
Üllatuslikult näitas meie töö, et ligi kolmandik üksikgalaktikatest ja vaeste gruppide liikmetest on väga sarnased nendele galaktikatele, mis asuvad rikaste parvede keskosas. Täheteke neis on lõppenud enam kui neli miljardit aastat tagasi ja nende tähemassid on peaaegu sama suured kui parvegalaktikate tähemassid. Kõige suuremad erinevused galaktikate vahel on hoopis parvede ja gruppide sees: kõige heledamad galaktikad (peagalaktikad) on palju suurema tähemassiga ja vanemate tähepopulatsioonidega kui neid ümbritsevad ülejäänud parve või grupi liikmesgalaktikad.
Seega näitas meie töö, et ehkki globaalne ümbrus mõjutab galaktikate gruppide teket, võib selle mõju galaktikate endi omadustele olla üllatavalt väike. Meie tulemused viitavad sellele, et galaktikate omadusi mõjutab nende sünnikoht kosmilises võrgustikus. Esmalt määrab sünnikoht, kas galaktikast saab rikka parve liige (ehk isegi parve tähtsaim liige —peagalaktika!), hakkab ta kuuluma rikkamasse või vaesemasse gruppi, või jääb ta üksikuks. Siit edasi, teise etapina, määrab galaktikate omadusi juba nende lähem ümbrus. Galaktikate evolutsiooni mõjutab eelkõige nende tumeaine halodes toimuv ja kaugema ümbruse mõju on nõrgem kui seni arvatud.
See tulemus võib oluliselt mõjutada meie ettekujutust galaktikate evolutsioonist ning vajab edasist uurimist suuremate andmevalimite abil.
Tutvu värske teadusartikliga siin.
Autorid:
Maret Einasto, Rain Kipper, Peeter Tenjes, Jaan Einasto, Elmo Tempel, Lauri Juhan Liivamägi
Tartu observatoorium, Galaktikate füüsika ja kosmoloogia osakond
Viide: Einasto et a. 2022, Death at watersheds: galaxy quenching in low-density Environments. A&A 668, A69
