Nazwa Projektu: Odkrywanie wpływu otoczenia na proces tłumienia pyłu w galaktykach

Akronim Projektu: PRELUDIUM 21b

Budżet Projektu: 138 000 PLN

Czas trwania projektu: 27.01.2023 - 26.01.2025

Kierownik Projektu: Mahmoud Hamed

Opis Projektu:

Pomimo niewielkiego udziału w całkowitej masie ośrodka międzygwiazdowego (ISM), pył odgrywa kluczową rolę w ewolucji galaktyk i ma największy wpływ na kształt ich całkowitego widmowego rozkładu energii (SED). Pył osłabia światło gwiazd, pochłaniając fotony o krótkich falach pochodzące z nowo powstałych gwiazd i emitując je termicznie w podczerwieni. Obfitość detekcji w podczerwieni (IR) i radiowych milionów galaktyk, dostarczana przez potężne instrumenty, takie jak Herschel i ALMA, pozwoliła nam badać zimny pył w galaktykach w szerokim zakresie przesunięcia ku czerwieni. Aby uwzględnić tłumienie pyłu w modelach, należy przyjąć prawo tłumienia pyłu, które opisuje, w jaki sposób pył pochłania emisję gwiazdową. Prawa tłumienia są reprezentatywne dla różnych rozkładów pyłu w stosunku do populacji gwiazd i różnią się od prostych modeli ekranów do bardziej złożonych geometrii gwiazd pyłowych. Prawa te są reprezentowane przez „krzywe” tłumienia, których nachylenie określa, jak duże tłumienie powoduje pył w określonym zakresie długości fal. Ostatnie badania pokazują nieuniwersyteckie krzywe tłumienia pyłu podczas rekonstrukcji galaktyk SED. Co więcej, założone nachylenia tłumienia pyłu mogą silnie zmienić oszacowanie głównych właściwości fizycznych galaktyk otrzymane przez dopasowanie obserwowanego SED do modeli teoretycznych, takich jak masy gwiazd. Dlatego nachylenia tłumienia pyłu mają bezpośredni wpływ na nasze zrozumienie, w jaki sposób galaktyki budują swoją masę gwiazdową w czasach kosmicznych. Pomimo rosnącej wiedzy w dziedzinie astronomii pozagalaktycznej kluczowe pytania pozostają bez odpowiedzi: Jakie prawo tłumienia pyłu należy stosować przy różnych przesunięciach ku czerwieni? Od jakich warunków fizycznych zależą krzywe tłumienia pyłu? Galaktyki nie są izolowanymi bytami, ewoluują, wchodzą w interakcje, a następnie przestają tworzyć gwiazdy. Środowisko, w którym przebywają galaktyki, ma duży wpływ na kluczowe aspekty ich ewolucji, głównie na tempo powstawania gwiazd. Badania na małych próbkach zasugerowały związek między krzywymi tłumienia pyłu a morfologią kontinuum pyłu. Jednak badania te są ograniczone rozmiarami próbek i rozważanym wąskim zakresem przesunięcia ku czerwieni, a globalne ramy powstawania i ewolucji galaktyk całkowicie nie rozumieją wpływu środowiska i morfologii galaktyk na tłumienie pyłu. Proponowany projekt ma na celu odpowiedź na kluczowe pytanie, jakiej krzywej tłumienia użyć, oraz odkrycie związku między tłumieniem pyłu w galaktykach a ich rozkładem pyłu i środowiskiem w wielkim, unikalnym badaniu galaktyk jasnych w podczerwieni z wykorzystaniem obszernych nowych danych w szerokim przesunięciu ku czerwieni zakres od Herschel Extragalactic Legacy Project (POMOC). Aby osiągnąć cele badawcze, w tym projekcie będę badał zmienność krzywych tłumienia pyłu w galaktykach wraz z właściwościami fizycznymi i rozkładem pyłu (ujawnione przez ALMA), a także wpływ otoczenia galaktyki na tłumienie pyłu. Nieznane zależności tłumienia pyłu w galaktykach uniemożliwiają nam wiarygodne przewidywanie właściwości rządzących ewolucją galaktyk. Nowatorskie badanie wpływu środowiska i kontinuum pyłu (obserwowane przez ALMA) na tłumienie w galaktykach pozwoli społeczności astronomicznej na spójne oszacowanie mas gwiazd w galaktykach lokalnych i galaktykach o dużym przesunięciu ku czerwieni. Będzie to miało bezpośredni wpływ na zrozumienie ewolucji galaktyk. Wraz z niedawnym pojawieniem się instrumentarium w astronomii stało się możliwe lepsze ograniczenie tłumienia pyłu w zapylonych galaktykach poprzez badanie dużych próbek statystycznych, takich jak ta, z której skorzystam. Pozwoli mi to wypełnić lukę w dziedzinie astronomii pozagalaktycznej, badając rolę zwartości pyłu i środowisk galaktyk w tym, jak pył osłabia gwiezdną populację galaktyk. Znajomość związku między środowiskiem a tłumieniem pyłu doprowadzi również do wiarygodnych oszacowań właściwości fizycznych, co z kolei poprawi naszą wiedzę o tym, jak masywne galaktyki budowały swoje masy gwiazdowe w czasie kosmicznym. Projekty zyskają międzynarodową widoczność, ponieważ główne projekty astronomiczne koncentrują się na obserwacjach w podczerwieni, takich jak JWST. Proponowany projekt doprowadzi również do dostosowania słynnych kodów dopasowania SED, takich jak Code Investigating GALaxy Emission (CIGALE), aby dopasować osłabioną część emisji galaktyk w oparciu o środowisko i aktywność formowania się gwiazd.