XTREME: Η εκτεταμένη μεσοαστρική ύλη σε φωτεινούς υπέρυθρους γαλαξίες

ALMA high res

Ο σχηματισμός και η εξέλιξη των γαλαξιών βρίσκεται στον πυρήνα της σύγχρονης αστροφυσικής, καθώς οι γαλαξίες όχι μόνο αποτυπώνουν την κατανομή της βαρυονικής ύλης στο Σύμπαν, αλλά και αποτελούν τα δομικά στοιχεία της μεγάλης κλίμακάς του, η οποία είναι γνωστή και ως κοσμικός ιστός. Σύγχρονες κοσμολογικές έρευνες έχουν διαπιστώσει ότι οι φωτεινοί υπέρυθροι γαλαξίες (Luminous InfraRed Galaxies: LIRGs) αποτελούν αναμφισβήτητα έναν από τους σημαντικότερους πληθυσμούς γαλαξιών σε όλη την ιστορία του Σύμπαντος. Στόχος του XTREME, το οποίο χρηματοδοτείται από το  Ελληνικό Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας (ΕΛ.ΙΔ.Ε.Κ) στοχεύει να χαρακτηρίσει με μοναδικό τρόπο μέχρι σήμερα τις ιδιότητες του μεσοαστρικής ύλης των LIRGs στο κοντινό Σύμπαν. Οι LIRGs γεφυρώνουν το χάσμα μεταξύ τυπικών σπειροειδών γαλαξιών όπως αυτόν στο οποίο βρίσκεται ο Ήλιος μας και γαλαξιών με ιδιαίτερα έντονα σχηματισμό νέων άστρων, ανιχνεύουν την πλήρη εξελικτική ακολουθία αλληλεπιδράσεων και συγχωνεύσεων γαλαξιών και περιλαμβάνουν ένα σημαντικό κλάσμα του συνολικού ρυθμού σχηματισμού νέων αστεριών στο Σύμπαν σε οποιαδήποτε κοσμική εποχή, τουλάχιστον έως το z ~ 3.

Χρησιμοποιώντας ήδη διαθέσιμες παρατηρήσεις με μερικά από τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στο έδαφος και στο διάστημα, η  ομάδα του Δρ. Tanio Diaz Santos θα πραγματοποιήσει μια ολοκληρωμένη φασματοσκοπική μελέτη, από τα υπεριώδη μέχρι τα χιλιοστομετρικά μήκη κύματος, όλων των φάσεων του εκτεταμένου αερίου και σκόνης των LIRGs σε δύο κρίσιμες χωρικές κλίμακες: αρχικά σε kilo-parsecs, με την ανάλυση επιλεγμένων φασματικών γραμμών εκπομπής στο μέσο και μακρινό υπέρυθρο που παρατηρήθηκαν με τα τηλεσκόπια Spitzer και Herschel, και στη συνέχεια σε κλίμακες μερικών δεκάδων parsec, με την ανάλυση μεμονωμένων περιοχών σχηματισμού νέων αστέρων και γιγαντιαίων μοριακών νεφών χρησιμοποιώντας το συμβολόμετρο ALMA και το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Η προτεινόμενη έρευνα έχει σχεδιαστεί με ακρίβεια ώστε να απαντήσει άμεσα σε καίρια ανοικτά προβλήματα στον τομέα της εξέλιξης των γαλαξιών και να προσφέρει μια ουσιαστική πρόοδο στη γνώση μας σχετικά με τη διαδικασία σχηματισμού άστρων στους γαλαξίες αυτούς. Επιπλέον, θα προετοιμάσει το δρόμο για περαιτέρω εξερεύνηση των φυσικών ιδιοτήτων του αερίου και της θερμής σκόνης στις περιοχές σχηματισμού νέων αστεριών σε LIRGs, μέσω των παρατηρήσεων οι οποίες σχεδιάζονται ήδη να πραγματοποιηθούν με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA το οποίο εκτοξεύτηκε το Δεκέμβριο του 2021.