Det är en bra fråga som nu har validerats av rymdteleskopet Hubble. Nya observationer har visat hur galaxer kan återvinna enorma mängder vätgas och tunga grundämnen inom sig själva. I en process som börjar vid den första stjärnbildningen och varar i miljarder år, förnyar galaxer sina egna energikällor.
Tack vare HST:s Cosmic Origins Spectrograph (COS) har forskare nu kunnat undersöka Vintergatans haloregion tillsammans med fyrtio andra galaxer. De kombinerade data inkluderar instrument från stora markbaserade teleskop i Hawaii, Arizona och Chile vars mål var att fastställa galaxegenskaper. I det här färgglada fallet verkar formen och spektra för varje enskild galax vara påverkad av gasflödet genom halon i en typ av 'gasåtervinningsfenomen'. Resultaten publiceras i tre tidningar i tidskriften Science den 18 november. Ledarna för de tre studierna är Nicolas Lehner från University of Notre Dame i South Bend, Ind.; Jason Tumlinson från Space Telescope Science Institute i Baltimore, Md.; och Todd Tripp från University of Massachusetts i Amherst.
Fokus för forskningen centrerades på avlägsna stjärnor vars spektra belyste inströmmande gasmoln när de passerar genom den galaktiska halo. Detta är grunden för ständig stjärnbildning, där enorma fickor av väte innehåller tillräckligt med bränsle för att antända hundra miljoner stjärnor. Men all denna gas är inte bara 'där'. En stor del återvinns av både nova- och supernovahändelser – såväl som stjärnbildningen i sig. Det skapar inte bara, utan 'fyller på'.
Färgen och formen på en galax styrs till stor del av gas som strömmar genom en utsträckt halo runt den. Alla moderna simuleringar av galaxbildning visar att de inte kan förklara de observerade egenskaperna hos galaxer utan att modellera de komplexa ackretions- och 'feedback'-processerna genom vilka galaxer förvärvar gas och sedan driver ut den efter kemisk bearbetning av stjärnor. Hubble-spektroskopiska observationer visar att galaxer som vår Vintergatan återvinner gas medan galaxer som genomgår ett snabbt stjärnskott av aktivitet kommer att förlora gas till det intergalaktiska rymden och bli 'röda och döda'. (Kredit: NASA; ESA; A. Feild, STScI)
Denna process är dock inte unik för Vintergatan. Hubbles COS-observationer har också registrerat dessa återvinningsglorier runt energiska stjärnbildande galaxer. Dessa tungmetallglorier når ut till avstånd på upp till 450 000 ljusår utanför de synliga delarna av deras galaktiska skivor. Att fånga så långtgående bevis på galaktisk återvinning var inte ett förväntat resultat. Enligt Hubbles pressmeddelande mätte COS 10 miljoner solmassor av syre i en galax halo, vilket motsvarar ungefär en miljard solmassor av gas - lika mycket som i hela utrymmet mellan stjärnor i en galax skiva.
Så vad hittade forskningen och hur gjordes den? I galaxer med snabb stjärnbildning drivs gaserna ut med en hastighet på upp till två miljoner miles per timme – tillräckligt snabbt för att kastas ut till punkten utan återvändo – och med det går massan. Detta bekräftar teorierna om hur en spiralgalax så småningom skulle kunna utvecklas till en elliptisk galax. Eftersom ljuset från denna heta plasma inte är inom det synliga spektrumet använde COS kvasarer för att avslöja halogasernas spektrala egenskaper. Dess extremt känsliga utrustning kunde upptäcka närvaron av tunga grundämnen, såsom kväve, syre och neon – indikatorer på massan av en galax halo.
Så vad händer när en galax inte är 'grön'? Enligt dessa nya observationer har galaxer som har upphört med stjärnbildning inte längre gas. Tydligen, när återvinningsprocessen upphör, kommer stjärnor bara att fortsätta att bildas så länge de har bränsle. Och när det väl är borta?
Det är borta för alltid...
Ursprunglig berättelsekälla: Hubble Space Telescope News Release .