Астрономы выяснили, почему галактики обладают разной формой
В 1926 году знаменитый астроном Эдвин Хаббл разработал морфологическую классификацию галактик. Этот метод разделил галактики на три базовые группы – эллиптические, спиральные и линзообразные. С тех пор астрономы посвятили значительное количество времени и усилий для того, чтобы выяснить, как галактики развиваются в течение нескольких миллиардов лет и почему они приобретают именно те формы, которые в конечном итоге приобретают.
Одной из самых популярных и широко распространенных гипотез на этот счет является та, которая объясняет изменение форм галактик результатом их слияния, когда более компактные скопления звезд, удерживаемые взаимной гравитацией, сливаются воедино и тем самым со временем образуют форму и конечный вид галактик. Однако согласно выводам нового исследования, проводившегося международной группой ученых, на форму и размер галактик на самом деле может влиять появление новых звезд в их центральных областях.
Исследование проводилось под руководством постдокторанта Кена-Ити Тадаки в сотрудничестве с Институтом внеземной физики Макса Планка и Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ). Для получения более полной картины о галактических метаморфозах ученые провели ряд наблюдений за очень далекими галактиками.
Диаграмма эволюции галактик
Исследование включало использование нескольких телескопов, с помощью которых астрономы провели наблюдение за 25 галактиками, расположенными на расстоянии около 11 миллиардов световых лет от Земли. При таком расстоянии ученые фактически вели наблюдение за галактиками, когда те выглядели именно так 11 миллиардов лет назад, то есть спустя примерно 3 миллиарда лет после Большого взрыва. Это время рассматривается астрономами как период пика активности галактического формирования во Вселенной, когда сформировалось большинство галактик.
«Считалось, что массивные эллиптические галактики формировались в результате столкновений галактических дисков. Однако мы не уверены в том, что все эллиптические галактики когда-то затрагивало такое межгалактическое событие. Мы считаем, что есть и альтернативный вариант», — отметил Тадаки в пресс-релизе, опубликованном на сайте японской астрономической обсерватории.
Возможность поймать едва уловимый свет этих далеких галактик оказалась весьма непростой задачей, и чтобы ее решить, ученым потребовалось использование двух наземных и одного космического телескопов. Сперва для поиска 25 галактик они использовали 8,2-метровый телескоп Субару, расположенный на Гавайских островах. Затем провели наблюдение за обнаруженными объектами с помощью космического телескопа Хаббл и наземной Атакамской большой антенной решетки миллиметрового диапазона (ALMA), расположенной в Чили.
Хаббл позволил уловить свет галактик, чтобы определить их форму (которой они обладали 11 миллиардов лет назад), с помощью ALMA ученые провели изучение субмиллиметровых волн, излучаемых холодными облаками пыли и газа, места, где родились новые звезды. Сравнив результаты обоих наблюдений, астрономы смогли выделить детализированную картину того, как эти галактики выглядели 11 миллиардов лет назад, когда их форма все еще подвергалась изменениям.
Наблюдение за галактикой, расположенной в 11 миллиардах световых лет от нас
То, что обнаружили ученые, оказалось весьма показательным. Изображения «Хаббла» указали на то, что в ранних галактиках преобладал дисковый компонент, а не центральная перемычка, которую мы привыкли ассоциировать со спиральными и линзообразными галактиками. В то же время изображения ALMA показали, что рядом с центром этих галактик могут находиться массивные резервуары газа и пыли, внутри которых происходит очень активное звездообразование.
Чтобы исключить возможность того, что подобное активное звездообразование могло быть вызвано слиянием галактик, исследователи также использовали для проверки данные с Очень большого телескопа Европейской Южной обсерватории, расположенного в Паранальской обсерватории в Чили.
«Здесь мы получили убедительное доказательство того, что плотные галактические ядра могут образовываться без галактических столкновений. Они могут образовываться благодаря очень активному звездообразованию в самом сердце галактики», — сообщает Тадаки.
Результаты этого исследования могут заставить астрономов пересмотреть нынешние модели и теории галактической эволюции, а также некоторые аспекты вроде тех, как у галактик появляются перемычки и спиральные рукава. Исследование также может привести к пересмотру космологических моделей эволюции, не говоря уже об истории нашей собственной галактики.
Кто знает, возможно, это также заставит астрономов пересмотреть прогнозы относительно того, что может произойти, когда наша галактика Млечный Путь и Андромеда столкнутся через несколько миллиардов лет. Чем больше и глубже ученые смотрят в космос, тем больше сюрпризов он преподносит. И каждый раз, когда отмечаемые наблюдения не соотносятся с нашими ожиданиями, это заставляет ученых пересматривать принятые гипотезы, касающиеся эволюции Вселенной.