Масивна мертва дисковидна галактика «вимагає» нової теорій еволюції галактик

news 22 06 17Поєднавши потужність «природної лінзи» в космосі з можливістю Космічного телескопа імені Габбла, астрономи зробили дивовижне відкриття — перший приклад компактної, але масивної дископодібної галактики, що швидко обертається, яка перестала формувати зорі через кілька мільярдів років після Великого вибуху. Результати науковців оприлюднив 22 червня поточного року журнал Nature.

Дослідники вважають: виявлення такої галактики на початку історії Всесвіту кидає виклик сучасному розумінню того, як формуються і розвиваються масивні галактики.

Коли «Габбл» сфотографував галактику, астрономи очікували побачити хаотичний клубок зір, утворений шляхом злиття галактик. Навпаки, вони побачили докази того, що зорі народилися в диску схожому на млинець.

news 22 06 17 1 v

Відіграючи роль «природного телескопа» в космосі, гравітація дуже масивного скупчення (кластеру) галактик переднього плану MACS J2129-0741 збільшує, освітлює і спотворює далеку фонову галактику MACS2129-1, показану на верхній вставці. Середня вставка містить збільшене, завдяки гравітаційному лінзуванню, зображення галактики. На нижній вставці — реконструйоване зображення, отримане з допомогою комп’ютерного моделювання. Воно показує, якою є галактика, якщо не зважати на кластер галактик. Галактика здається червоною, бо вона лежить так далеко, що її світло зміщується в червону ділянку спектра. Фото з сайту www.nasa.gov.

Це перше пряме спостереження, яке свідчить про те, що принаймні деякі найперші так звані «мертві» галактики, де утворення зір було зупинено, якось еволюціонувала від диска у формі Молочного Шляху до гігантських еліптичних галактик, які ми бачимо нині.

Це несподівано, бо еліптичні галактики містять старі зорі, а спіральні галактики зазвичай — молоді сині зорі. Принаймні, деякі з цих ранніх «мертвих» дисковидних галактик мали зазнати суттєвих перетворень. У них змінилася не лише структура, але і рухи зір, щоб галактика стала еліптичною.

«Це нове розуміння може змусити нас переосмислити весь космологічний контекст того, як галактики рано «вигорають» і перетворюються на локальні еліптичноподібні галактики», — зазначив керівник дослідження Суон Тофт (Sune Toft) з Центру темної космології (the Dark Cosmology Center) Інституту Нільса Бора в Копенгаґенському університеті (Данія). «Можливо, ми мали шори щодо того, що ранні «мертві» галактики насправді були дисками, бо не мали можливості їх розрізнити».

Під час попередніх досліджень далеких мертвих галактик передбачали, що їх структура схожа на локальні еліптичні галактики, в які вони будуть еволюціонувати. Щоб підтвердити це припущення, треба мати потужніші космічні телескопи, ніж є зараз. Однак існує явище, відоме під назвою «гравітаційне лінзування», коли масивне скупчення галактик, що лежить на передньому плані, відіграє роль природної «збільшувальної лінзи» у просторі. Вона збільшує та розтягує зображення галактик, які лежать на значно більшій відстані, ніж ця «лінза». Поєднавши її з «Габблом», науковці змогли побачити в центрі мертву галактику.

news 22 06 17 2 v

Малюнок художника показує вигляд молодої, мертвої, дисковидної галактики MACS2129-1 (праворуч) у порівнянні з теперішнім виглядом галактики Молочний Шлях. Хоча галактика втричі масивніша, ніж Молочний Шлях, але її розмір удвічі менший. MACS2129-1 також обертається у понад два рази швидше, ніж Молочний Шлях. Зверніть увагу, що регіони Молочного Шляху мають синій колір, бо там відбувається процес формування зір, натомість молода, мертва галактика жовта. Це означає, що вона має старе зоряне населення і в ній не народжуються нові зорі. Фото з сайту www.nasa.gov.

Далека галактика втричі масивніша, ніж Молочний Шлях, але її розміри удвічі менші. Вимірювання швидкості обертання, виконані з допомогою Дуже великого телескопа Європейської південної обсерваторії, показали, що галактика обертається у понад два рази швидше, ніж Молочний Шлях.

Використовуючи архівні дані з огляду кластерних лінз і наднових (the Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble, CLASH), виконаного «Габблом», Тофт і його команда змогли визначити зоряну масу, швидкість утворення зір та їхній вік.

Чому ця галактика перестала формувати зорі, поки невідомо. Це може спричинити активність галактичного ядра, де енергію виділяє надмасивна чорна діра. Така енергія гальмує утворення зір, нагріваючи газ або викидаючи його з галактики. Причиною може бути потік холодного газу в галактиці, що швидко стискається і нагрівається, уникаючи охолодження в хмари для формування зір в центрі галактики.

Але як ці молоді, масивні, компактні диски перетворюються в еліптичні галактики, які ми бачимо в сучасному Всесвіті? «Імовірно, через злиття», — зауважив Тофт. «Якщо ці галактики зростають через злиття з невеликими супутниками, велика кількість яких під різними кутами падають на галактику, то це, зрештою, призведе до того, що зорі матимуть випадкові орбіти у галактиках. Можна також уявити собі великі злиття. Це, безумовно, також зруйнує упорядкований рух зір».

Тофт і його команда сподіваються використовувати майбутній космічний телескоп Джеймса Вебба для пошуку більшої вибірки таких галактик.

За інф. з сайту www.nasa.gov

 

Дивіться, будь ласка, анонси астрономічних новин на ютуб-каналі «Astronomy.in.ua»!

Докладніше про «Наше небо»

Це науково-популярний астрономічний інтернет-журнал для широкого загалу, створений у 2016 році. Назва «НАШЕ НЕБО» виникла у 1998 р. під час обговорення з директором Головної астрономічної обсерваторії Національної академії наук України академіком Я.С. Яцківим ідеї щодо заснування Київським республіканським планетарієм науково-популярного видання астрономічного змісту.

Упродовж 2006—2009 рр. я видавав малим накладом журнал «НАШЕ НЕБО.observer», а з 2010 р. веду блог «Ми і Всесвіт». Далі науково-популярні матеріали вміщуватиму головно на цьому сайті.

Іван Крячко

Написати електронний лист

Ви маєте змогу написати електронного листа з будь-якого питання щодо астрономії та інтернет-журналу «Наше небо»

Дякуємо за Вашу увагу до «Нашого неба»!

Please publish modules in offcanvas position.