Galaksije ne rastu vječno. U nekom trenutku, čak i najplodnije galaksije u kojima nastaju zvijezde počinju usporavati, zatim stagnirati, a zatim se smjeste u dugo mirno povlačenje. Astronomi već dugo znaju za ovaj prijelaz, ali ne znaju zašto se to događa.
Novo istraživanje daje jasan i provjerljiv prijedlog: usporavanje rasta galaksije uzrokovano je nastankom stabilnog oblaka vrućeg plina koji okružuje galaksiju.
Oblak se formira pri vrlo specifičnoj masi: otprilike 10^12,5 solarnih masa. Iznad tog praga, galaksije prestaju biti učinkovite zvjezdane tvornice, bez obzira na to koliko sirovog materijala imaju pri ruci.
Što aktivira prekidač?
Kako bi došli do odgovora, istraživači su koristili Horizon Run 5, jednu od najvećih kozmoloških simulacija ikad stvorenih.
Pokriva dio virtualnog svemira veličine otprilike gigaparseka, modelira potpunu fiziku plina, gravitacije, stvaranja zvijezda, supernova i supermasivnih crnih rupa od nedugo nakon Velikog praska do danas te omogućuje istraživačima praćenje pojedinačnih galaksija kroz cijelu njihovu povijest.
Simulacijom je bilo obuhvaćeno otprilike 20 tisuća najmasivnijih središnjih galaksija. Ključna veličina koju su istraživači pratili je omjer zvjezdane i ukupne mase. To je mjera koliki dio ukupnog masenog budžeta galaksije (zvijezde, plin, tamna tvar, crne rupe, sve) zapravo završi zaključan u zvijezdama.
Tim je otkrio kako ovaj omjer naglo doseže vrhunac u galaksijama s ukupnim masama između otprilike 10^12,4 i 10^12,7 solarnih masa. Ispod tog raspona, galaksije pretvaraju plin u zvijezde otprilike jednako brzo koliko plin ulazi. Iznad njega, usporavaju za više od faktora tri. Taj vrhunac je kritična masa.
Temeljem toga su formirali pretpostavku kako galaksije prestaju rasti zbog stvaranja vrućeg plinskog haloa koji je dosegao gravitacijsku ravnotežu. Kako galaksija raste, plin koji u nju pada biva naglo zagrijan. Do određene mase, taj se plin hladi dovoljno brzo kako bi nastavio padati i hraniti stvaranje novih zvijezda.
Iza kritične mase, halo postaje dovoljno gust i vruć kako bi se odupirao gravitaciji milijardama godina. Plin se više ne može hladiti dovoljno brzo kako bi pao i galaksija je iznenada odsječena od opskrbe gorivom. Nastavlja gutati tamnu materiju i povlačiti satelitske galaksije, ali hladni plin koji zapravo stvara zvijezde prestaje pristizati.
Ipak samo simulacija
Rad također isključuje konkurentsko objašnjenje – pretpostavku kako galaksije iznad kritične mase jednostavno gube više svoje normalne materije zbog odljeva iz supernova i aktivnih galaktičkih jezgri.
Tim je to izravno provjerio izračunavši koliko je barionskog budžeta svake galaksije zapravo ostalo vezano za sustav. Varijacija se pokazala ne većom od 30 posto.
Naravno, treba imati na umu kako je Horizon Run 5 simulacija, ne teleskop. Njeni rezultati su onoliko dobri koliko su kvalitetni podaci na kojima se temelji.
Analiza se također ograničava na galaksije iznad 10^10.8 solarnih masa kako bi se osiguralo da svaka ima dovoljno simulacijskih čestica za pouzdano razlučivanje. Manje galaksije su priča za drugu simulaciju.
Datum i vrijeme objave: 11.06.2026 – 14:45 sati
