Ο NGC 4449, ένας από τους νάνους γαλαξίες που εξετάστηκαν στο GLOW, σε εικόνα του Hubble. Δεν απεικονίζεται άμεσα η διαφυγή οξυγόνου. Εικόνα: NASA, ESA, Hubble Heritage–ESA/Hubble Collaboration, Alessandra Aloisi (STScI, ESA).
Ενα έλλειμμα που αφηγείται μια ιστορία
Ερευνητές του προγράμματος Galaxies Losing Oxygen via Winds, γνωστού ως GLOW, μελέτησαν 37 κοντινούς νάνους γαλαξίες και διαπίστωσαν ότι συγκρατούν μόνο μικρό μέρος του οξυγόνου που αναμένεται να έχουν παραγάγει τα άστρα τους. Η NASA παρουσίασε τα αποτελέσματα στις 2 Νοεμβρίου, μαζί με τη δημοσίευση στο The Astrophysical Journal.
Το «χαμένο» οξυγόνο δεν σημαίνει ότι ένα χημικό στοιχείο εξαφανίστηκε από το Σύμπαν. Η έννοια περιγράφει τη διαφορά ανάμεσα στην παραγωγή που υπολογίζουν οι επιστήμονες και στην ποσότητα που εντοπίζεται στα συστατικά των γαλαξιών. Το ζητούμενο είναι να κατανοηθεί η μεταφορά της ύλης, όχι κάποια παραβίαση της φυσικής.
Γιατί επιλέχθηκε το οξυγόνο
Το οξυγόνο παράγεται από άστρα και είναι σχετικά εύκολο να ανιχνευθεί αστρονομικά. Γι’ αυτό χρησιμοποιείται ως ιχνηθέτης της χημικής εξέλιξης. Παρακολουθώντας πού βρίσκεται, οι ερευνητές διερευνούν πώς οι γαλαξίες εμπλουτίζουν το αέριό τους και τον χώρο έξω από αυτούς με στοιχεία που δημιουργήθηκαν στη διάρκεια της αστρικής ζωής.
Στην αστροφυσική, η λέξη «μέταλλα» συχνά περιλαμβάνει όλα τα στοιχεία βαρύτερα από το ήλιο. Αυτή η τεχνική χρήση διαφέρει από την καθημερινή γλώσσα, όπου το οξυγόνο δεν θεωρείται μέταλλο. Η διάκριση βοηθά να διαβάζουμε σωστά τις αναφορές στη μεταλλικότητα ενός άστρου ή ενός γαλαξία.
Το αρχείο του Hubble και οι γαλαξιακοί άνεμοι
Η εργασία συνδύασε αρχειακές οπτικές εικόνες του Hubble με δεδομένα από το Spitzer και επίγεια ραδιοτηλεσκόπια. Οι κοντινές αποστάσεις των επιλεγμένων γαλαξιών επέτρεψαν να διακριθούν μεμονωμένα άστρα και να ανασυσταθούν στοιχεία της ιστορίας τους. Από αυτή τη σύνθεση προκύπτει μια εκτίμηση της παραγωγής και της κατανομής οξυγόνου.
Η ισχυρή ενέργεια από μεγάλα άστρα και εκρήξεις υπερκαινοφανών μπορεί να κινήσει αέριο προς τα έξω. Σε έναν γαλαξία χαμηλής μάζας, η συγκράτηση τέτοιας ύλης είναι δυσκολότερη. Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι οι γαλαξιακοί άνεμοι απομακρύνουν το οξυγόνο αποτελεσματικότερα από όσο αναπαριστούν ορισμένα μοντέλα για αυτά τα συστήματα.
Ο τελικός προορισμός παραμένει ανοικτός
Η ομάδα δεν έχει ακόμη πλήρη απογραφή του οξυγόνου που λείπει. Μέρος του μπορεί να βρίσκεται σε διάχυτο αέριο γύρω από τους γαλαξίες, ενώ άλλο μπορεί να έχει μεταφερθεί ακόμη μακρύτερα. Το πόσο από το καθένα συμβαίνει είναι βασικό ερώτημα για επόμενες παρατηρήσεις και για την αξιολόγηση των θεωρητικών προσομοιώσεων.
Αυτό κάνει τη μελέτη ενδιαφέρουσα πέρα από το ίδιο το στοιχείο: ένας γαλαξίας είναι ένα ανοικτό σύστημα, που ανταλλάσσει ύλη με το περιβάλλον του. Η εικόνα του NGC 4449 που συνοδεύει το άρθρο δείχνει έναν από τους στόχους. Δεν είναι φωτογραφία ενός ανέμου που παρασύρει μεμονωμένα άτομα οξυγόνου, αλλά μέρος του παρατηρησιακού πλαισίου της έρευνας.
