Сравнение молодой (вверху) и старой (внизу) галактик, наблюдаемых в рамках исследования галактик SAMI. Панели слева — обычные оптические изображения, полученные телескопом Субару. В середине карты скорости вращения (синий приближается к нам, красный уходит от нас) от SAMI. Справа показаны карты, измеряющие случайные скорости (более красные цвета соответствуют большей случайной скорости). Обе галактики имеют одинаковую общую массу. Верхняя галактика имеет средний возраст 2 миллиарда лет, высокую скорость вращения и низкий уровень случайного движения. Нижняя галактика имеет средний возраст 12,5 миллиардов лет, более медленное вращение и гораздо более сильное хаотическое движение. Фото: Subaru. Изображение из стратегической программы Subaru Hyper Suprime-Cam.
Галактики начинают жизнь с упорядоченного вращения звезд, но в некоторых из них движение звезд носит более хаотичный характер. До сих пор ученые не были уверены в том, что является причиной этого — возможно, окружающая среда или масса самой галактики.
Новое исследование, опубликованное в MNRAS (Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества), показало, что наиболее важным фактором не является ни один из этих факторов. Это показывает, что склонность звезд к хаотичному движению обусловлена главным образом возрастом галактики — со временем все становится беспорядочным.
«Когда мы провели анализ, мы обнаружили, что возраст, независимо от того, как мы его нарезаем или нарезаем кубиками, всегда является наиболее важным параметром», — говорит первый автор, профессор Скотт Крум, исследователь ASTRO 3D в Сиднейском университете.
«Если принять во внимание возраст, то, по сути, не будет никакой экологической тенденции, и то же самое можно сказать и о массе.
«Если вы найдете молодую галактику, она будет вращаться, в какой бы среде она ни находилась, а если вы найдете старую галактику, у нее будут более случайные орбиты, независимо от того, находится ли она в плотной среде или в пустоте».
В исследовательскую группу также вошли ученые из Университета Маккуори, Технологического университета Суинберна, Университета Западной Австралии, Австралийского национального университета, Университета Нового Южного Уэльса, Кембриджского университета, Университета Квинсленда и Университета Йонсей в Республике Корея.
Исследование обновляет наше понимание предыдущих исследований, в которых по-разному предлагалось, чтобы окружающая среда или масса были более важными факторами. Но более ранняя работа не обязательно неверна, говорит второй автор, доктор Джесси ван де Санде.
Молодые галактики представляют собой суперфабрики звездообразования, а в более старых звездообразование прекращается.
«Мы знаем, что на возраст влияет окружающая среда. Если галактика попадает в плотную среду, она имеет тенденцию прекращать звездообразование. Таким образом, галактики в более плотной среде в среднем старше», — говорит доктор ван де Санде.
«Суть нашего анализа заключается в том, что не жизнь в плотной среде снижает их вращение, а тот факт, что они старше».
Наша собственная галактика, Млечный Путь, все еще имеет тонкий диск звездообразования, поэтому ее по-прежнему считают галактикой с высоким вращением.
«Но когда мы внимательно смотрим на Млечный Путь, мы видим нечто, называемое толстым диском Млечного Пути. Он не является доминирующим с точки зрения света, но он есть, и это похоже на более старые звезды, которые вполне могли быть нагреты из тонкого диска в более ранние времена или рожденные в результате более турбулентного движения в ранней Вселенной», — говорит профессор Крум.
В исследовании использовались данные наблюдений, сделанных в рамках обзора галактик SAMI. Инструмент SAMI был построен в 2012 году Сиднейским университетом и Англо-австралийской обсерваторией (ныне Astralis). САМИ использует англо-австралийский телескоп в обсерватории Сайдинг-Спринг, недалеко от Кунабарабрана, Новый Южный Уэльс. Он исследовал 3000 галактик в самых разных средах.
Исследование позволяет астрономам исключить многие процессы при попытке понять формирование галактик и таким образом уточнить модели развития Вселенной.
Следующими шагами будет разработка моделирования эволюции галактик с более детальной детализацией.
«Одна из проблем правильного моделирования — это высокое разрешение, необходимое для прогнозирования того, что происходит. Типичные современные моделирования основаны на частицах, которые имеют массу, возможно, 100 000 звезд, и вы не можете разрешить мелкомасштабные структуры в галактических дисках. «, — говорит профессор Крум.
Обзор галактики Гектора поможет профессору Круму и его команде расширить эту работу, используя новый инструмент на Англо-австралийском телескопе.
«Гектор наблюдает 15 000 галактик, но с более высоким спектральным разрешением, что позволяет измерять возраст и вращение галактик даже в галактиках с гораздо меньшей массой и получать более подробную информацию об окружающей среде», — говорит профессор Джулия Брайант, руководитель исследования галактик Гектора в Университете Сидней.
Профессор Эмма Райан-Вебер, директор ASTRO 3D, говорит: «Эти результаты отвечают на один из ключевых вопросов, поставленных ASTRO 3D: как меняются масса и угловой момент во Вселенной? Эта тщательная работа команды SAMI показывает, что возраст Галактика определяет, как вращаются звезды. Эта важная часть информации способствует более четкому общему представлению о Вселенной».
Информация от: Центром передового опыта ARC в области астрофизики всего неба в 3D (ASTRO 3D).
