Астрономія
Астрономія

Злиття галактик звинуватили у їхній смерті

За допомогою телескопа ALMA астрономам вдалося з’ясувати причину смерті галактики ID2299 — нею виявилися не чорні діри, як вважалося раніше, а власне злиття галактик. Спостереження надають докази того, що це не вітер, викликаний зворотним зв'язком від ядер активних галактик або чорних дір, а гравітаційна взаємодія від злиття, яка могла викликати масивний викид речовини та зупинити зореутворення. Результати дослідження вчених опубліковані у журналі Nature Astronomy.

ID2299 у зображенні художника. ESO/M. Kornmesser

ID2299 у зображенні художника. ESO/M. Kornmesser

Як вмирають галактики?

Станом на 2019 рік, найбільш ранні підтверджені галактики датуються приблизно 380–400 мільйонами років, що передбачає досить швидку конденсацію газової хмари та зоряну народжуваність. Тобто вже тоді почали формуватися перші галактики, які поступово накопичували масу, формували спіральні рукави, стикалися і протягом декількох мільярдів років продовжували і продовжують виробляти зірки з холодного водню. Однак, за допомогою інфрачервоних оглядів неба, астрономи побачили «мертві» галактики на червоному зміщенні ~ 3, тобто коли Всесвіту було трохи більше трьох мільярдів років. Це стало проривом у астрофізиці, адже як пояснити, що у Всесвіті вже за три мільярди років встигли утворитися галактики, в яких нові зірки більше не з'являються.

Різні види моделей еволюції галактик пояснюють феномен мертвих галактик безперервним змішуванням потоків речовин і передачі енергії від активних ядер галактик або активних чорних дір, що витісняють з галактик газ та припиняють зореутворення. Однак, чисельні моделювання припускають, що акреційна активність сусідніх об’єктів може співіснувати із процесами зореутворення — ці два явища саморегулюються, а не конкурують. Нове дослідження, пропонує розглянути злиття галактик як ще один спосіб зупинити зореутворення. За словами вчених, особливості спостережень за галактичними вітрами, викликаними гравітаційною взаємодією між галактиками при таких злиттях, можуть бути дуже схожими на галактичні вітри від об’єктів-сусідів, а тому астрономи припускають, що деякі стадії еволюції галактик слід переглянути.

Чому ID2299 вважають мертвою?

Використовуючи телескоп ALMA, астрономи обрали з понад 100 галактик масивну галактику ID2299 зі спалахом зореутворення на червоному зміщенні 1,4, тобто дослідники змогли побачити галактику такою, якою вона була приблизно дев'ять мільярдів років тому, на пізніх стадіях свого смерті. ID2299 із вражаючою швидкістю викидає близько половини своїх загальних газових запасів речовини в околиці галактики, близько 46 відсотків своєї маси. Швидкість, з якою газ відлітає з галактики, занадто висока, щоб причиною смерті були чорні діри або активні ядра галактик. А також можна було помітити приливні «хвости», які зазвичай занадто тьмяні, щоб їх можна було побачити в таких далеких галактиках.

Що пропонують вчені?

Нове дослідження показує, що величезна кількість зореутворюючого газу була викинута в міжгалактичне середовище саме в результаті зближення двох галактик. За словами вчених, ця подія у кінцевому підсумку позбавить об'єднану галактику ID2299 палива для нових зірок на кілька сотень мільйонів років, фактично зупинивши її розвиток. Газ, викинутий з ID2299, ймовірно, витікає припливом через злиття двох багатих газом спіральних галактик, гравітаційна взаємодія між якими може забезпечити достатній кутовий момент. Ймовірно, таке злиття відбувається під час однієї з фаз еволюції галактик протягом відносно короткого тимчасового вікна. Це говорить про те, що злиття також здатні змінити майбутню еволюцію галактики, обмежуючи її здатність утворювати зірки протягом мільйонів років, і заслуговують більш ретельного дослідження. Вивчення цього поки що єдиного випадку виявило можливість того, що цей тип подій може бути зовсім не незвичайним і що багато галактик постраждали від цього гравітаційного видалення газу.

активних ядер галактик
ядра, в яких відбуваються процеси, що супроводжуються виділенням великої кількості енергії, що не пояснюються активністю в них окремих зірок і газово-пилових комплексів.
галактичними вітрами
витікання газу з галактики в міжгалактичний простір
приливні «хвости»
тонка, витягнута область з міжзоряного газу, яка простягається з галактики в навколишній простір. Вони виникають в результаті галактичних припливів, що діють між взаємодіючими галактиками.