Слияния могут лишить галактики их материала для рождения звезд

Наблюдения за сильным галактическим слиянием, произошедшим между 6 и 7 миллиардами лет назад, могут помочь разгадать тайну того, как галактики «умирают» или перестают формировать звезды.

Необычные особенности мертвой — или, точнее, «постзвездообразующей» — галактики, образовавшейся в результате этого древнего столкновения, могут указывать на то, что эти катаклизмы вытесняют холодный газ.

Поскольку этот газ является «строительным блоком звездообразования», его изгнание эффективно «убивает» то, что осталось от галактики, сообщили ученые в новом исследовании. В течение некоторого времени астрономы наблюдали, что некоторые галактики формируют звезды с высокой скоростью, в то время как другие, такие как наш собственный Млечный Путь, похоже, сократили рождение звезд или почти полностью остановили этот процесс.

Однако, почему именно так происходит, осталось загадкой, хотя астрономы знают, что прекращение звездообразования связано с потерей холодного газа. Ученые предложили возможные причины этого явления, в том числе то, что сверхмассивные черные дыры или сверхновые «сдуваются» или нагревают газ, чтобы он больше не мог слипаться, или что в галактиках просто заканчивается материал для звездообразования.

«Один из самых больших вопросов в астрономии — почему самые большие галактики мертвы», — сказал в своем заявлении Дэвид Сеттон, докторант астрономии Питтсбургского университета и соавтор нового исследования.

Сеттон был частью многопрофильной группы, изучавшей эту галактику, и его роль заключалась в изучении размера и формы галактики. Новые наблюдения за слиянием и хвостом газа и пыли, которые он вырвал из созданной им галактики, предполагают, что галактические столкновения могут сыграть роль в остановке звездообразования.

«Мы увидели, что если взять две галактики и столкнуть их вместе, это может фактически вырвать газ из самой галактики», — сказал Сеттон.

Млечный Путь и другие близлежащие галактики давно начали замедлять производство звезд. Это означает, что, чтобы выяснить, что заставляет эти галактики «умирать», астрономам нужно заглянуть дальше в космос — и, следовательно, еще дальше во времени — чтобы обнаружить галактики, которые только недавно перестали формировать звезды.

Чтобы найти пример галактики с недавно потухшим звездообразованием, команда использовала данные Sloan Digital Sky Survey, попытки нанести на карту миллионы галактик на основе наблюдений с телескопа в обсерватории Apache Point в Нью-Мексико.

Исследователи объединили эти данные с наблюдениями с Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы, состоящей из 66 радиотелескопов, разбросанных по пустыне Атакама на севере Чили.

Это позволило команде обнаружить галактику «после звездообразования» на расстоянии от 6 до 7 миллиардов световых лет, которая все еще демонстрировала признаки присутствия холодного газа, образующего звезды. «Итак, нам нужно было объяснение», — сказал Сеттон. «Если у него есть газ, почему он не образует звезд?»

Еще раз взглянув на галактику с помощью космического телескопа Хаббла, команда обнаружила газовый хвост, образовавшийся в результате слияния. Используя эту уникальную структуру, они реконструировали жестокое событие и интенсивные гравитационные силы, которые должны были вырвать газ и звезды из галактик, отбросив их на сотни миллионов световых лет — вдвое больше ширины Млечного Пути.

«Это был дымящийся пистолет. Мы все были так поражены этим», — сказал Сеттон. «Вы просто не увидите столько газа так далеко от галактики». Такие события могут быть довольно частыми, когда гравитация стягивает большие объекты в плотные группы.

«В космосе есть все эти большие пустоты, но все самые большие галактики живут в местах, где живут все другие большие галактики», — сказал Сеттон. «Вы ожидаете увидеть такие крупные столкновения раз в 10 миллиардов лет или около того для такой массивной системы».

Как только массивный хвост галактики исчезает, она выглядит как любая другая мертвая галактика, добавил Сеттон. Это означает, что другие галактики, в которых недавно прекратилось звездообразование, могут выглядеть так при ближайшем рассмотрении — вопрос, который исследователи намерены исследовать дальше.