Ο ρόλος της γαλαξιακής μορφολογίας στη ρύθμιση της εξέλιξης και της αστρογένεσης στους γαλαξίες
Ο NGC 3627 είναι ένας κοντινός σπειροειδής γαλαξίας με κεντρική ράβδο και έντονη αστρογένεση, γεγονός που τον καθιστά ένα ιδανικό φυσικό εργαστήριο για τη μελέτη του μεσοαστρικού υλικού. Στο πλαίσιο του προγράμματος IMEGIN, χιλιοστομετρικές παρατηρήσεις με την κάμερα NIKA2 μάς επέτρεψαν να αναλύσουμε τη συνεχή εκπομπή του γαλαξία και να διαχωρίσουμε τις επιμέρους συνιστώσες της, προσδιορίζοντας τον κυρίαρχο φυσικό μηχανισμό σε κάθε περιοχή. Η προσέγγιση αυτή αποτελεί βασική προϋπόθεση για τη διερεύνηση της σχέσης μεταξύ της δομής του γαλαξία και της εξελικτικής του πορείας.
Στο μήκος κύματος του 1 mm δείξαμε ότι η εκπομπή προέρχεται σχεδόν αποκλειστικά από μεσοαστρική σκόνη, επιβεβαιώνοντας ότι τέτοιες παρατηρήσεις αποτελούν αξιόπιστο ιχνηλάτη της κατανομής της. Παράλληλα, τα αποτελέσματά μας αποκαλύπτουν ότι στον κεντρικό δίσκο υπάρχει σημαντική συνεισφορά από τη γραμμική εκπομπή CO(2–1), η οποία μπορεί να φτάνει έως και το 20% του συνολικού σήματος, αναδεικνύοντας τον ρόλο του πυκνού μοριακού αερίου στο κέντρο του γαλαξία. Στα 2 mm βρίσκουμε ότι η θερμική εκπομπή της σκόνης εξακολουθεί να κυριαρχεί, ωστόσο αρχίζουν να συνεισφέρουν και ραδιοφωνικοί μηχανισμοί, αποκαλύπτοντας τον σύνθετο χαρακτήρα της συνεχούς φασματικής εκπομπής σε αυτά τα μήκη κύματος.
Από την ανάλυσή μας εκτιμούμε ότι η συνολική μάζα σκόνης στον NGC 3627 ανέρχεται σε περίπου 20 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, με περίπου το 20% αυτής να εντοπίζεται στα άκρα της κεντρικής ράβδου. Το εύρημα αυτό δείχνει ότι η ράβδος δεν αποτελεί απλώς ένα μορφολογικό χαρακτηριστικό, αλλά λειτουργεί ενεργά ως μηχανισμός μεταφοράς και ανακατανομής του μεσοαστρικού υλικού. Διαπιστώνουμε ότι η σκόνη κατανέμεται κατά μήκος της ράβδου, των σπειροειδών βραχιόνων και των περιοχών έντονης αστρογένεσης στο νότιο τμήμα του δίσκου. Η παρατηρούμενη ασυμμετρία μεταξύ του βόρειου και του νότιου τμήματος του δίσκου είναι πιθανό να σχετίζεται με παλιρροϊκή αλληλεπίδραση με γειτονικό γαλαξία.
Ιδιαίτερα σημαντικό αποτέλεσμα της μελέτης μας είναι η έλλειψη μικρών κόκκων σκόνης στις κεντρικές περιοχές, η οποία συνοδεύεται από εξασθενημένη εκπομπή [C II]. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι οι μηχανισμοί θέρμανσης και ψύξης του αερίου είναι λιγότερο αποδοτικοί, δημιουργώντας φυσικές συνθήκες που δεν ευνοούν τον σχηματισμό άστρων. Πράγματι, δείχνουμε ότι στον NGC 3627 η αστρογένεση συνδέεται κυρίως με το μοριακό αέριο: στις πιο ενεργές περιοχές το αέριο καταναλώνεται σχετικά γρήγορα, ενώ στη ράβδο και στον πυρήνα ο ρυθμός κατανάλωσης είναι σημαντικά χαμηλότερος. Αντίθετα, η περιεκτικότητα σε ατομικό αέριο φτάνει σε οριακές τιμές, υποδεικνύοντας ότι, για να συμμετάσχει στη διαδικασία σχηματισμού άστρων, το αέριο πρέπει πρώτα να μετασχηματιστεί σε μοριακό.
Συνολικά, τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η σχέση μεταξύ σκόνης και αερίου τοποθετεί τον NGC 3627 σε μια ενδιάμεση εξελικτική φάση, όπου ο πυρήνας εμφανίζει μειωμένη αποδοτικότητα εμπλουτισμού του μεσοαστρικού υλικού, ενώ τα άκρα της ράβδου λειτουργούν πιο αποτελεσματικά. Τα ευρήματα αυτά καταδεικνύουν με σαφήνεια ότι η γαλαξιακή δομή και μορφολογία ρυθμίζουν τη ροή του υλικού και προσδιορίζουν τον βαθμό αποδοτικότητας με τον οποίο σχηματίζονται τα άστρα σε έναν γαλαξία.
Διαβάστε την επιστημονική δημοσίευση εδώ:
https://arxiv.org/abs/2601.08941
Credit featured image: NASA, ESA, CSA, STScI, PHANGS Team, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford)
