Du kommer måske fra en anden galakse
Ny computermodel viser, at galakser udveksler langt mere stof end hidtil troet. Galaktiske vinde kan have forsynet Mælkevejen med halvdelen af det stof, den rummer i dag.
M82 galakse

M82 er et eksempel på en meget aktiv galakse, hvor der dannes og eksploderer masser af stjerner. Herfra udsendes galaktiske vinde af brintgas, der ses som de røde områder på billedet. (Foto: NASA/ESA)

Du føler dig forhåbentlig godt hjemme her i vores galakse, Mælkevejen. Men måske er det stof, du består af, fra en helt anden galakse.

Historien kort
  • En avanceret computersimulering viser, at galakser som Mælkevejen har fået op imod halvdelen af deres stof fra andre galakser.
  • Supernovaer sparker gassen ud af små galakser, så den ender i større galakser.
  • Teorien skal dog bakkes op af observationer, og det er uhyre svært at få øje på gas mellem galakserne.

Store galakser som vores egen har nemlig forsynet sig med store mængder gas fra mindre galakser i det kosmiske nabolag. Galaktiske vinde har sørget for en massiv udveksling af stof, viser en computersimulering, som amerikanske forskere står bag.

»Meget af Mælkevejens stof var sandsynligvis i andre galakser, før det blev sparket ud af kraftfulde vinde, rejste igennem det intergalaktiske rum og til sidst fandt et nyt hjem i Mælkevejen,« som postdoc Daniel Anglés-Alcázar fra Northwestern University i USA siger det ifølge en pressemeddelelse fra universitetet.

Vinde suser mellem galakserne

»Taget i betragtning hvor meget af det stof, vi er dannet af, der kan være kommet fra andre galakser, kan vi se os selv som rumrejsende eller ekstragalaktiske indvandrere,« fortsætter Daniel Anglés-Alcázar.

Han stod i spidsen for det nye studie, som er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

I computersimuleringen kan dannelsen af en galakse som Mælkevejen følges hele vejen gennem universets historie. Simuleringen viser, hvordan gas er blevet udvekslet mellem galakser gennem milliarder af år. (Video: P. Hopkins/Caltech)

Gassen sendes typisk af sted af klynger af kæmpestjerner, der eksploderer som supernovaer. Meget af gassen bliver genoptaget i samme galakse, som den kom fra, men en del bliver sendt på langfart.

De voldsomme begivenheder skaber nemlig såkaldte vinde, der forbinder galakserne. De er som bekendt langt fra hinanden, så selv om gasserne kan bevæge sig igennem rummet med hastigheder på mange hundrede kilometer i sekundet, kan det tage nogle milliarder år at skifte galakse.

Et univers i computeren

I computersimuleringen FIRE (Feedback In Realistic Environments) kunne forskerne følge, hvordan virtuelle galakser blev dannet og udviklede sig helt fra big bang til nu. De kunne se, at gas strømmede fra små galakser til de større galakser som Mælkevejen, hvor gassen dannede stjerner.

At det er de små galakser, der må aflevere til de store, skyldes netop forskellen på deres masser og derfor på den tyngdekraft, de påvirker omgivelserne med. Det forklarer den danske astrofysiker Peter Laursen, der har læst den videnskabelige artikel:

»Små galakser spyr meget af deres gas ud, for de har ikke så meget tyngdekraft, der kan holde på den. Større galakser som Mælkevejen kan også miste noget af deres gas, men de har både tyngdekraften til at opsamle gas fra andre galakser og genbruge det gas, de selv har udsendt.«

Halvdelen af stoffet kommer udefra

Op imod halvdelen af stoffet i de større galakser kom via de galaktiske vinde, og det overraskede forskerne, at det var så meget.

I simuleringen kan man se, hvordan de mindre galakser afgiver gas til den store galakse, der her er i midten af billedet. (Video: D. Anglés-Alcázar, Northwestern University)

»Vores ophav er meget mindre lokalt, end vi har troet. Dette studie giver os en fornemmelse af, hvordan ting omkring os er forbundet til himmellegemer langt væk,« udtaler Northwestern-professor og medforfatter til den videnskabelige artikel Claude-André Faucher-Giguère

Det er også det, der slår Peter Laursen, der er postdoc på Institut for teoretisk astrofysik på Oslo Universitet, hvor han arbejder med computermodeller for dannelsen af galakser:

»Studiet er spændende, fordi det fortæller noget om vores ophav – hvor vi kommer fra, hvad vi er dannet af. Hvis resultatet bliver bekræftet af observationer, har vi forstået lidt mere af, hvordan galakser udvikler sig. Det, synes jeg, er vigtigt.«

Simuleringer er ikke virkeligheden

Det er dog vigtigt at understrege, at der er forskel på computersimuleringer og virkeligheden. Simuleringer skal bakkes op af observationer foretaget med teleskoper.

Efterhånden er der da også en del målinger, der bekræfter eksistensen af galaktiske vinde, der sender gas langt væk fra deres hjemgalakser, fortæller lektor Sune Toft fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet:

»Vi har adskillige observationer, hvor vi kan se, at der er kraftige udstrømninger af gas fra stjernedannende galakser. Gassen bliver skudt ud af galaksen. Disse galaktiske vinde er lidt af en joker i forståelsen af galaksernes udvikling, men det er ekstremt interessant, at galakser ikke er isolerede systemer.«

»Det passer også med, at nogle galakser bliver ved med at danne stjerner i meget længere tid, end det egentlig burde være muligt, hvis man kigger på, hvor meget gas de rummer fra starten.«

»De er nødt til at blive forsynet med ny gas for at opretholde deres stjernedannelse. Så er der så forskellige teorier for, hvordan gassen kommer til galakserne, og det er her, simulationer kan hjælpe os, for det er svært at observere gas, der endnu ikke er blevet til stjerner.«

Observationer skal der til

Forskerne har svært ved at se, i hvor stor udstrækning gassen i galaktiske vinde helt undslipper galakserne og finder nye tilholdssteder.

M81 og M82 galakser

Det er ikke helt utænkeligt, at galaktiske vinde overfører gas mellem galakserne M82 (øverst) og M81. (Foto: Fred Herrmann)

Nu er forskerholdet bag computersimuleringen i fuld gang med at finde frem til observationelle metoder, der kan understøtte (eller afvise) teorien om, at op imod halvdelen af stoffet i galakser som Mælkevejen kommer fra andre galakser.

Gas er svært at få øje på, men her kan fjerne, stærkt lysende objekter kaldet kvasarer hjælpe. Ved hjælp af teleskoper kan astronomerne nemlig se, om der mellem os og kvasarerne er gas, der blokerer for en del af lyset. På den måde kan de galaktiske vinde afsløres, skriver Daniel Angles-Alcazar i en mail til Videnskab.dk:

»Spektroskopiske observationer foretaget af rumteleskopet Hubble, der peger mod fjerne kvasarer, kan bruges til at studere gassen omkring galakserne. Absorptionslinjer afslører egenskaberne af den gas, der ligger imellem den fjerne kvasar og os.«

Ikke nemt at få øje på gas

Peter Laursen har imidlertid svært ved at forestille sig, at man inden for en overskuelig fremtid direkte kan observere gassen flyde mellem galakserne:

»Man kan godt observere en galakse og måle absorptionslinjer for gas, der ligger i nærheden af den. Så kan man måle, hvor hurtigt gassen bevæger sig i forhold til galaksen. Men det fortæller bare, om gas strømmer til eller fra galaksen. Selve den intergalaktiske overførsel af gas kan jeg ikke se, hvordan man skal observere.«

Til gengæld kan man på andre måder sandsynliggøre, at computersimuleringen passer med virkeligheden – om man generelt kan stole på den.

Hvis den for eksempel forudsiger den rette kemiske udvikling af galakserne, deres opbygning og måden, de roterer, så det passer med observationerne, så kan man i hvert fald vide, at simuleringen ikke er helt hen i vejret, og at den måske også passer, når det kommer til de galaktiske vinde.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud