Stjernerne har produceret ilten, men størstedelen findes ikke længere i galaksernes opgjorte beholdning. Det er resultatet af GLOW-projektets undersøgelse af 37 nærliggende dværggalakser, som NASA præsenterede 2. november i forbindelse med en artikel i The Astrophysical Journal.

Galakserne har ifølge beregningerne beholdt mellem 4 og 25 procent af den ilt, deres stjerner har dannet. Gennemsnittet er omkring 11 procent. Dermed mangler der en betydelig del af grundstoffet i regnskabet over galaksernes stjerner, gas og støv.

Nyheden er tidsskriftspubliceringen og de nye beskrivelser fra NASA og Rutgers University. Arbejdet har også været offentligt tilgængeligt som et preprint siden august. Resultatet bygger på en samlet analyse af observationer og beregninger, ikke på en enkelt ny optagelse af ilt, der forlader en galakse.

Et kemisk regnskab over stjernernes liv

Forskerne kombinerer galaksernes stjernedannelseshistorie med målinger af gas og kemisk sammensætning. Det giver et skøn over både den producerede og den tilbageværende ilt. Næsten al den ilt, som undersøgelsen finder bevaret, ligger i gassen.

Man kan tænke på fremgangsmåden som et lagerregnskab. Først beregner man, hvor meget der gennem tiden burde være kommet ind på lageret. Derefter opgør man det, der stadig ligger der. Forskellen er interessant, men den fortæller ikke automatisk, hvor hver eneste manglende genstand befinder sig.

Det samme gælder her. Ilten er ikke forsvundet fra universet. Spørgsmålet er, hvordan stof flyttes mellem en galakse og dens omgivelser. At følge det kredsløb er nødvendigt, hvis man vil forstå, hvorfor galakser med forskellige størrelser ender med forskelligt kemisk indhold.

Hubble skiller stjernerne fra hinanden

Analysen bruger arkivbilleder fra Hubble, suppleret med data fra Spitzer og radioteleskoperne Very Large Array og Australia Telescope Compact Array. De udvalgte galakser er tæt nok på til, at Hubble kan adskille individuelle stjerner. Det hjælper forskerne med at rekonstruere deres historie.

Det er en anden brug af et rumteleskop end den, et flot galaksebillede umiddelbart antyder. Billedet fungerer også som et datasæt, hvor stjernernes egenskaber kan sammenholdes. Arkivet kan dermed give nye resultater, når gamle observationer kombineres med andre målinger og et nyt spørgsmål.

Udvælgelsen sætter samtidig en grænse. Undersøgelsen omfatter bestemte nærliggende, gasrige systemer. Den er ikke en optælling af alle dværggalakser. Man bør derfor læse procenttallene som resultater for det undersøgte materiale og den anvendte metode.

Vinde er forklaringen – destinationen er åben

Forskerne peger på udstrømninger drevet af massive stjerner og supernovaer. Resultaterne antyder, at disse processer fjerner ilt mere effektivt, end de sammenlignede simulationer forudsiger. Men det er stadig uklart, om størstedelen af den manglende ilt ligger i den diffuse gas omkring galakserne eller er kommet længere væk.

Den forskel er afgørende for fortolkningen. Materiale tæt ved galaksen kan indgå i et andet kredsløb end stof, som er spredt langt ud mellem galakserne. Et underskud i selve galaksen er derfor ikke det samme som en fuld kortlægning af transporten.

Der er også beregninger i begge sider af regnskabet. Mængden af produceret ilt udledes af stjernernes historie og modeller for deres produktion af grundstoffer. Resultatet skal vurderes sammen med disse antagelser og målingernes usikkerhed, ikke som en direkte optælling af alle iltatomer.

For at afgøre det kræves observationer af flere dele af systemet. Et skarpere billede af stjernerne kan ikke alene erstatte målinger af den meget tynde gas langt uden for den lysende galakse.

En ny prøve for galaksemodellerne

Det interessante er, at en model kan gengive én observeret sammenhæng og stadig ramme forkert på den samlede beholdning. Iltregnskabet giver derfor en ekstra kontrol af, om beskrivelsen af galaksers udvikling hænger sammen.

Næste skridt er at forbinde underskuddet med bedre målinger af omgivelserne. Først når både produktion, tilbageværende stof og transport kan forklares samtidig, bliver billedet af de små galaksers udvikling mere fuldstændigt.

Kilder og videre læsning

Har du fundet en fejl? Læs om rettelser.