Астроном из Мичиганского университета Салли Оуи изучила область звездообразования в родительской галактике NGC 2366, которая является типичной карликовой неправильной галактикой. Авторы и права: Обсерватория Калар-Альто, Дж. ван Эймерен (AIRUB, ATNF) и А.Р. Лопес-Санчес
Если вы посмотрите на массивные галактики, изобилующие звездами, вас можно простить за то, что вы подумаете, что это звездные фабрики, производящие блестящие газовые шары. Но на самом деле менее развитые карликовые галактики имеют более крупные области звездных фабрик с более высокими темпами звездообразования.
Теперь исследователи из Мичиганского университета обнаружили причину, лежащую в основе этого: эти галактики имеют задержку в 10 миллионов лет в выбрасывании газа, загромождающего их окружающую среду. Области звездообразования способны удерживать газ и пыль, позволяя большему количеству звезд объединяться и развиваться.
В этих относительно нетронутых карликовых галактиках массивные звезды — звезды примерно в 20–200 раз массивнее нашего Солнца — коллапсируют в черные дыры, а не взрываются как сверхновые. Но в более развитых и загрязненных галактиках, таких как наш Млечный Путь, они с большей вероятностью взорвутся, создавая тем самым коллективный суперветер. Газ и пыль выбрасываются из галактики, и звездообразование быстро прекращается.
Их результаты опубликованы в Astrophysical Journal.
«Когда звезды становятся сверхновыми, они загрязняют окружающую среду, производя и выделяя металлы», — сказала Мишель Джекмен, первый автор исследования и студент-исследователь. «Мы утверждаем, что при низкой металличности – относительно незагрязненной среде галактики – происходит задержка начала сильных суперветров на 10 миллионов лет, что, в свою очередь, приводит к более быстрому звездообразованию».
Исследователи УМ указывают на так называемый камертон Хаббла — диаграмму, которая показывает, как астроном Эдвин Хаббл классифицировал галактики. В ручке камертона находятся крупнейшие галактики. Огромные, круглые и полные звезд, эти галактики уже превратили весь свой газ в звезды. На зубцах камертона расположены спиральные галактики, в компактных рукавах которых есть газ и области звездообразования. На конце зубцов камертона находятся наименее развитые и самые маленькие галактики.
«Но в этих карликовых галактиках есть как раз такие действительно мондо-области звездообразования», — сказала астроном УМ Салли Оуи, старший автор исследования. «Были некоторые предположения, почему это так, но открытие Мишель предлагает очень хорошее объяснение: у этих галактик возникают проблемы с остановкой звездообразования, потому что они не выбрасывают свой газ».
Вырезка Mrk 71-A с космического телескопа Хаббл, это область, демонстрирующая сильное радиационное охлаждение (и, следовательно, отсутствие суперветра). Авторы и права: Обсерватория Калар-Альто, Дж. ван Эймерен (AIRUB, ATNF) и А.Р. Лопес-Санчес
Кроме того, этот 10-миллионный период затишья дает астрономам возможность рассмотреть сценарии, подобные космическому рассвету, периоду времени сразу после Большого взрыва, сказал Йекмен. В нетронутых карликовых галактиках газ скапливается и образует щели, через которые может выходить излучение. Это ранее известное явление называется моделью «частокового забора», при которой УФ-излучение выходит между планками забора. Задержка объясняет, почему газ успел слипнуться.
Ультрафиолетовое излучение важно, поскольку оно ионизирует водород — процесс, который также произошел сразу после Большого взрыва, в результате чего Вселенная из непрозрачной стала прозрачной.
«И поэтому смотреть на карликовые галактики с низкой металличностью и большим количеством ультрафиолетового излучения в чем-то похоже на то, как если бы мы смотрели на космический рассвет», — сказал Йекмен. «Понимание времени, близкого к Большому взрыву, очень интересно. Оно лежит в основе наших знаний. Это то, что произошло так давно — это настолько увлекательно, что мы можем видеть похожие ситуации в галактиках, которые существуют сегодня».
Второе исследование, опубликованное в Astrophysical Journal Letters и проведенное Оуи, использовало космический телескоп Хаббл для изучения Mrk 71, региона в соседней карликовой галактике, находящейся примерно в 10 миллионах световых лет от нас. В Mrk 71 команда нашла наблюдательные доказательства сценария Йецмена. Используя новую технику с космическим телескопом «Хаббл», команда применила набор фильтров, который улавливает свет трижды ионизированного углерода.
По словам Оуи, в более развитых галактиках с большим количеством взрывов сверхновых эти взрывы нагревают газ в звездном скоплении до очень высоких температур — до миллионов градусов Кельвина. По мере расширения этот горячий суперветер выбрасывает остаток газа из звездных скоплений. Но в средах с низкой металличностью, таких как Mrk 71, где звезды не взрываются, энергия внутри региона излучается. У него нет возможности сформировать суперветер.
Фильтры команды уловили рассеянное свечение ионизированного углерода по всему Мрк 71, демонстрируя, что энергия излучается. Следовательно, не существует горячего суперветра, вместо этого плотный газ остается во всей окружающей среде.
Ой и Йекмен говорят, что их работа имеет множество последствий.
«Наши результаты также могут быть важны для объяснения свойств галактик, которые прямо сейчас наблюдаются на космическом рассвете космическим телескопом Джеймса Уэбба», — сказал Оуи. «Я думаю, что мы все еще находимся в процессе понимания последствий».
Информация от: Мичиганским университетом
