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# Physik# Astrophysik der Galaxien

Sternbildung in 45 Galaxien studieren

Forschung zeigt, wie Staub das Entweichen von Licht in sternenbildenden Galaxien beeinflusst.

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Inhaltsverzeichnis

In diesem Artikel schauen wir uns eine Studie über eine Gruppe von 45 Galaxien an, die bei niedrigem Rotshift Sterne bilden. Wir haben fortschrittliche Imaging-Techniken des Hubble-Weltraumteleskops genutzt, um einen besseren Blick auf diese Galaxien zu bekommen.

Studienüberblick

Die für diese Forschung ausgewählten Galaxien zeigen Anzeichen einer starken Sternentstehung. Wir haben ihre Helligkeit im ultravioletten Licht untersucht und wie viel Licht sie bei bestimmten Wellenlängen abgeben. Indem wir diese Galaxien genauer unter die Lupe nehmen, können wir mehr über ihre Eigenschaften und den gesamten Prozess der Sternentstehung in verschiedenen Galaxientypen lernen.

Auswahl der Galaxien

Für die Auswahl dieser Galaxien haben wir spezifische Kriterien verwendet. Wir haben nach Galaxien mit moderater bis hoher Sternentstehungsrate gesucht. Das bedeutet, wir haben uns auf solche konzentriert, die helle Fern-Ultraviolett-Lichtsignale zeigen, die oft mit jungen, heissen Sternen verbunden sind. Wir wollten eine breite Vielfalt von Galaxien untersuchen, also haben wir keine Einschränkungen bei ihrer Helligkeit gesetzt.

Imaging-Techniken

Wir haben Bilder mit einer Methode gemacht, die uns hilft, das Licht, das nicht von den Sternen selbst kommt, herauszufiltern. Dadurch können wir uns nur auf das Licht konzentrieren, das von den Galaxien emittiert wird. Wir haben Karten erstellt, die zeigen, wie diese Galaxien leuchten, und wir haben festgestellt, dass das Licht, das von bestimmten Gasen erzeugt wird, im Vergleich zum Licht der Sterne stärker verteilt ist.

Messung der Emissionen

In unserer Studie haben wir eine spezielle Art von Licht untersucht, das Lyman-Alpha-Licht genannt wird und von Wasserstoff stammt. Dieses Licht ist wichtig, weil es Bereiche signalisiert, wo Sterne entstehen. Wir haben gemessen, wie viel von diesem Licht die Galaxien entweichen lassen und es mit anderen Faktoren wie der Masse der Galaxie und der Menge an Staub verglichen.

Ergebnisse und Beobachtungen

Allgemeine Erkenntnisse

Wir haben herausgefunden, dass die Menge an Lyman-Alpha-Licht, das entweicht, mit der Menge an Staub und Gas in einer Galaxie korreliert. Interessanterweise zeigen Galaxien mit mehr Staub oft weniger Lichtausstoss. Das legt nahe, dass Staub eine bedeutende Rolle dabei spielt, das Entweichen von Licht zu verhindern.

Beobachtungen zur Fluchtquote

Die Fluchtquote des Lichts variiert zwischen verschiedenen Galaxien. In manchen Galaxien ist der Anteil niedrig, während er in anderen recht hoch sein kann. Durch unsere Analyse haben wir auch herausgefunden, dass diese Fluchtquote davon beeinflusst wird, wie viel Licht von Gas und Staub absorbiert wird.

Vergleich mit anderen Studien

Unsere Ergebnisse stimmen mit anderen Beobachtungen und Studien überein, was die Idee stärkt, dass die Bedingungen innerhalb von Galaxien einen grossen Einfluss auf ihre Prozesse der Sternentstehung haben. Wir haben Trends bemerkt, die zeigen, dass Galaxien mit geringer Masse tendenziell höhere Fluchtquoten aufweisen.

Muster der Lichtemission

In den meisten der untersuchten Galaxien haben wir beobachtet, dass das Licht von Wasserstoff weiter verbreitet war als das Licht von den Sternen. Das bedeutet, dass das Lyman-Alpha-Licht oft weiter von seinem Entstehungsort in der Galaxie reist, was andeutet, dass Streuung durch Staub und Gas beeinflusst, wie dieses Licht wahrgenommen wird.

Detaillierte Analyse

Photometrie und Grössenmessungen

Wir haben gemessen, wie hell jede Galaxie in unterschiedlichen Abständen von ihren Zentren ist. Durch das Studieren ihrer Helligkeit konnten wir besser verstehen, wie gross sie sind und wie das Licht innerhalb von ihnen verteilt ist.

Zirkel- und Isophotalphotometrie

Wir haben zwei Hauptmethoden zur Messung der Helligkeit verwendet. Die zirkuläre Photometrie beinhaltete die Untersuchung spezifischer kreisförmiger Bereiche um die Galaxien, während die isophotale Photometrie das gesamte Licht innerhalb definierter Helligkeitsstufen betrachtete. Beide Methoden gaben uns Einblicke in die Lichtverteilung in den Galaxien.

Auswirkungen auf die Sternentstehung

Zusammenhang mit Sternentstehungsraten

Das Entweichen von Lyman-Alpha-Licht steht im Zusammenhang mit den Raten, mit denen Sterne in Galaxien entstehen. Wenn wir verstehen, wie viel Licht entweicht, können wir besser abschätzen, wie viele Sterne in diesen Systemen entstehen.

Charakterisierung der Galaxien

Die Muster, die wir beobachtet haben, halfen, die Galaxien in Gruppen basierend auf ihrem Sternentstehungsverhalten zu kategorisieren. Einige Galaxien bildeten Sterne in hoher Rate, während andere in ihrer Aktivität moderater waren.

Fazit

Durch die Untersuchung dieser 45 Galaxien bei niedrigem Rotshift haben wir wertvolle Einblicke in die Faktoren gewonnen, die die Sternentstehung beeinflussen. Die Rolle von Staub und Gas beim Einfluss auf das Entweichen von Licht ist bedeutend und verändert unser Verständnis darüber, wie Galaxien sich entwickeln. Unsere Ergebnisse tragen zu einem wachsenden Wissensfundus über die Dynamik von sternbildenden Galaxien und deren Entwicklung über die Zeit bei.

Zukünftige Forschungsrichtungen

Während wir weiterhin diese Galaxien untersuchen, gibt es noch viel über ihre Entstehungsgeschichte und die Bedingungen zu lernen, die zu intensiver Sternentstehung führen. Zukünftige Beobachtungen könnten sich auf entferntere Galaxien konzentrieren, um zu sehen, wie sich diese Prozesse im Laufe der Zeit verändern. Zudem wird die Untersuchung, wie verschiedene Arten von Staub und Gas zum Entweichen von Licht beitragen, weitere Klarheit über die Evolution von Galaxien bringen.

Danksagungen

Wir drücken unsere Dankbarkeit für die Beiträge und Fortschritte in der Technologie aus, die diese Forschung möglich gemacht haben. Die fortlaufende Erkundung von Galaxien beleuchtet weiterhin die grundlegenden Prozesse, die das Universum steuern.

Originalquelle

Titel: The Lyman $\alpha$ Reference Sample XIV: Lyman $\alpha$ imaging of 45 low redshift star-forming galaxies and inferences on global emission

Zusammenfassung: We present Ly $\alpha$ imaging of 45 low redshift star-forming galaxies observed with the Hubble Space Telescope. The galaxies have been selected to have moderate to high star formation rates using far-ultraviolet (FUV) luminosity and \ha equivalent width criteria, but no constraints on Ly $\alpha$ luminosity. We employ a pixel stellar continuum fitting code to obtain accurate continuum subtracted Ly $\alpha$, H $\alpha$ and H $\beta$ maps. We find that Ly $\alpha$ is less concentrated than FUV and optical line emission in almost all galaxies with significant Ly $\alpha$ emission. We present global measurements of Ly $\alpha$ and other quantities measured in apertures designed to capture all of the Ly $\alpha$ emission. We then show how the escape fraction of Ly $\alpha$ relates to a number of other measured quantities (mass, metallicity, star formation, ionisation parameter, and extinction). We find that the escape fraction is strongly anti-correlated with nebular and stellar extinction, weakly anti-correlated with stellar mass, but no conclusive evidence for correlations with other quantities. We show that Ly $\alpha$ escape fractions are inconsistent with common dust extinction laws, and discuss how a combination of radiative transfer effects and clumpy dust models can help resolve the discrepancies. We present a star formation rate calibration based on Ly $\alpha$ luminosity, where the equivalent width of Ly $\alpha$ is used to correct for non-unity escape fraction, and show that this relation provides a reasonably accurate SFR estimate. We also show stacked growth curves of Ly $\alpha$ for the galaxies that can be used to find aperture loss fractions at a given physical radius.

Autoren: Jens Melinder, Göran Östlin, Matthew Hayes, Armin Rasekh, J. Miguel Mas-Hesse, John M. Cannon, Daniel Kunth, Peter Laursen, Axel Runnholm, E. Christian Herenz, Matteo Messa, Daniel Schaerer, Anne Verhamme, T. Emil Rivera-Thorsen, Lucia Guaita, Thomas Marquart, Johannes Puschnig, Alexandra Le Reste, Andreas Sandberg, Emily Freeland, Joanna Bridge

Letzte Aktualisierung: 2023-02-27 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2302.14077

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.14077

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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