В принципе, на активность звездообразования влияют два основных фактора: количество молекулярного газа, присутствующего в галактиках, и временной масштаб, в течение которого газовый резервуар истощается путем преобразования его в звезды. В то время как масса газа галактик регулируется конкуренцией между притоком, оттоком и потреблением газа, физика превращения газа в звезды в настоящее время недостаточно изучена. Учитывая его потенциально критическую роль, было предпринято много усилий для определения временной шкалы истощения газа с помощью наблюдений.
Однако эти усилия привели к противоречивым результатам, отчасти из-за проблемы с надежным измерением масс газа с учетом текущих пределов обнаружения.
Типичное звездообразование связано с общим газовым резервуаром
Настоящее исследование Института вычислительных наук Цюрихского университета использует новый статистический метод, основанный на байесовском моделировании, для правильного учета галактик с необнаруженным количеством молекулярного или атомарного водорода, чтобы минимизировать погрешность наблюдений. Этот новый анализ показывает, что в типичных галактиках, образующих звезды, молекулярный и атомарный водород превращаются в звезды примерно в постоянных временных масштабах – 1 и 10 миллиардов лет соответственно. Однако было обнаружено, что чрезвычайно активные галактики ("звездообразования") имеют гораздо более короткие временные рамки истощения газа. «Эти данные свидетельствуют о том, что звездообразование действительно напрямую связано с общим газовым резервуаром и, таким образом, определяется скоростью, с которой газ входит или покидает галактику», – говорит Роберт Фельдманн, профессор Центра теоретической астрофизики и космологии. Напротив, резко более высокая активность звездообразования при вспышках звезд, вероятно, имеет другое физическое происхождение, такое как взаимодействие галактик или нестабильность в галактических дисках.
Этот анализ основан на данных наблюдений за ближайшими галактиками. Наблюдения с помощью больших миллиметровых / субмиллиметровых решеток Атакамы, решеток квадратных километров и других обсерваторий обещают исследовать газосодержание большого числа галактик на протяжении всей космической истории.
Крайне важно продолжить разработку методов статистики и науки о данных, чтобы точно извлечь физическое содержание из этих новых наблюдений и полностью раскрыть тайны звездообразования в галактиках.