Австралійський астроном розгадав столітню таємницю про те, як галактики еволюціонують від одного типу до іншого. Це ж дослідження показує, що Молочний Шлях, галактика, в якій ми живемо, не завжди була спіраллю.
Професор Алістер Ґрем (Alister Graham) з Swinburne Astronomy Online (навчальний проєкт, який виконує Центр астрофізики та суперкомп’ютерів на кафедрі фізики та астрономії Суїнбернського технологічного університету — Ред.) використав нові та старі ідеї та спостереження, щоб розкрити, як відбувається утворення галактик різних типів. Результати дослідження опублікував журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
У 1920-х і 1930-х роках астроном Едвін Габбл та інші встановили послідовність різних форм галактик, тепер відому як послідовність Габбла або діаграма «Камертон Габбла». Ця діаграма не розкриває еволюційних шляхів, але її досі широко використовують в астрономії для класифікації галактик на основі їхнього зовнішнього вигляду.
Галактики можуть містити мільярди зір, які впорядковано рухаються коловими орбітами у переповненому диску або хаотично дзижчать у формі сферичної чи еліпсоподібної «зграї». Ці диски можуть містити спіральні візерунки, причому такі спіральні галактики позначають один кінець послідовності Габбла.
У цій послідовності галактики у формі сочевиці, відомі як лінзоподібні галактики з центральною сферичною структурою в диску без спіралей, науковці вважали перехідною популяцією, своєрідним містком між спіральними галактиками з домінуванням диска, такими як Молочний Шлях, і галактиками еліптичної форми, такими як M87.
У новому дослідженні професор Ґрем проаналізував оптичні зображення 100 сусідніх галактик від Космічного телескопа імені Габбла та їхні інфрачервоні зображення, отримані космічним телескопом Spitzer («Спітцер»). Порівнявши масу зоряної складової галактик і маси центральної чорної діри, він виявив два типи лінзоподібних галактик: старі, бідні пилом, і багаті пилом.
Багаті пилом лінзоподібні галактики виникли через злиття спіральних галактик. Спіральні галактики можуть мати невелику центральну опуклість (балдж) і диск, що містить спіральні рукави із зір, газу та пилу, які виходять із центру. Пилові лінзоподібні галактики мають помітно більші балджі та чорні діри, ніж спіральні галактики та бідні на пил лінзові галактики.
Водночас, дослідження професора Ґрема показали: спіральні галактики містяться посередині між двома типами галактик у формі сочевиці. «Це змінює нашу дуже улюблену послідовність галактик, — сказав професор Ґрем, — і, що важливо, тепер ми бачимо еволюційні шляхи через послідовність поєднання галактик, або те, що бізнес може називати поглинанням та злиттям».
Якщо бідні пилом лінзоподібні галактики накопичують газ і пил, це може внаслідок дії гравітації порушити їхній диск, спричиняючи появу спірального візерунка та посилити процес утворення зір. Як наслідок — структура та форма цих галактик зазнає змін.
Молочний Шлях має кілька менших галактик-супутників, таких як «Стрілець» і «Великий Пес», а його структура вказує на багату історію придбань. Молочний Шлях, імовірно, колись був бідною пилом лінзоподібною галактикою, яка накопичувала речовину через поглинання. Наша галактика колись поглинула свого супутника, карликову галактику Gaia Enceladus («Гайя Енцелад»), і з часом перетворилася на спіральну галактику, в якій ми живемо нині. Знімки, отримані за допомогою телескопів за останні роки показали, що це властивість спіральних галактик.
Деякі придбання будуть більш драматичними. Таке об’єднання може статися через 4—6 мільярдів років, коли Молочний Шлях і галактика Андромеди зіткнуться.
Їхнє зіткнення знищить теперішні спіральні візерунки в обох галактиках і приведе до утворення об’єднаної галактики з великим балджем. У процесі злиття викине багато пилових хмар, а маса центральної чорної діри стане більшою. Зрештою, сформується багата пилом лінзоподібна галактика.
Злиття двох запорошених лінзоподібних галактик є достатнім, щоб повністю стерти їхні диски та створити галактику еліптичної форми, нездатну утримувати холодні газові хмари, що містять пил.
Певним чином лінзоподібні галактики з бідним вмістом пилу мають вигляд «скам’янілих» залишків первинних галактик Всесвіту. Ці галактики з яскраво вираженим диском є дуже старими та поширеними. Злиття двох з них у молодому Всесвіті може пояснити нещодавнє виявлення космічним телескопом Джеймса Вебба масивної галактики в епоху, коли Всесвіту було 700 мільйонів років.
Крім того, нове дослідження також виявило, що злиття двох еліптичних галактик достатньо, щоб пояснити наявність наймасивніших галактик в теперішньому Всесвіті. Такі галактики астрономи спостерігають в центрах скупчень галактик із 1000 членів.
Професор Ґрем зазначає: було багато підказок, але їх треба було об’єднати в цілісну картину. Він каже: «Все стало на свої місця, як тільки було визнано, що лінзоподібні галактики не є проміжним типом галактик, якими їх тривалий час вважали».
Нова робота означає, що галактики тепер мають своє генеалогічне дерево. «Виживає найпристосованіший, — зазначив професор Ґрем, — що зрештою означає панування сфероїдів над дисками». Він додав: «Астрономія тепер має нову анатомічну послідовність і, нарешті, послідовність еволюційну, в якій утворення різних типів галактик відбувається через неминуче злиття галактик, яким управляє гравітація».
За інф. з сайту https://phys.org
Від редактора: якщо результати професора Ґрема підтвердять інші незалежні дослідники, то це буде прорив не тільки у питанні класифікації галактик, але й у позагалактичній астрономії загалом.
