Галактика Сомбреро, можливо, приховує бурхливе минуле

Нові дивовижні дані від космічного телескопа Хаббла дозволяють припустити, що гладкі, осілі "поля" диска галактики Сомбреро приховують бурхливе минуле.

Різкість та чутливість Хаббла дозволяють виявити десятки тисяч окремих зірок в обширному, протяжному ореолі Сомбреро – області за межами центральної частини галактики, що зазвичай складається зі старих зірок. Ці останні спостереження за Сомбреро перевертають з ніг на голову традиційну теорію, показуючи лише крихітну частку старіших, бідних на метали зірок в ореолі, плюс неочікуваний достаток багатих на метали зірок, які зазвичай зустрічаються лише в галактичному диску і центральній опуклості. Можливим поясненням цього є великі об'єднання галактик у минулому, проте Сомбреро не показує жодного з брудних свідчень недавнього злиття масивних галактик, розповідають в НАСА.

"Сомбреро завжди була трохи дивною галактикою. Це робить її такою цікавою", - сказав Пол Гудфруа з Наукового інституту космічного телескопа (STScI) у Балтіморі, штат Меріленд. "Вимірювання Хабблом металевості (тобто кількості важких елементів в зірках) – ще одне свідчення того, що Сомбреро може багато чому нас навчити про збирання та еволюцію галактик".

Новини за подібною темою:

		Три "червоні монстри" у ранньому Всесвіті кидають виклик сучасним моделям формування галактик
		Вебб і Габбл показали моторошну пару галактик
		В далекому космосі виявлено дивну галактику

"Спостереження Хаббла за ореолом Сомбреро перевертають з ніг на голову наше загальноприйняте розуміння про склад галактики та металевість ", - додав співдослідник Роджер Коен із STScI.

Давно ставши улюбленицею астрономів та спостерігачів за небом-аматорів за свою яскраву красу та цікаву структуру, галактика Сомбреро (M104) тепер має нову главу у своїй дивній історії – розширений ореол зірок, багатих металами, з ледь помітною ознакою очікуваних, бідних на метал зірок, які спостерігалися в ореолах інших галактик. Дослідники, спантеличені даними Хаббла, звернулися до складних комп'ютерних моделей, щоб запропонувати пояснення дивній інверсії традиційної галактичної теорії. Ці результати говорять про не менш дивовижну можливість великих злиттів у минулому галактики, хоча велична структура Сомбреро не містить в собі свідчень недавніх руйнувань. Незвичайні результати та можливі пояснення були опубліковані в Astrophysical Journal.

Фото: NASA/Digitized Sky Survey/P. Goudfrooij (STScI)/The Hubble Heritage Team (STScI/AURA). Ліворуч зображено галактику Сомбреро (M104), яка включає в себе частину більш млілого ореолу далеко за межами її яскравого диска і опуклості. Хаббл сфотографував два регіони ореолу (один з яких показаний в білому квадраті). Зображення, розташовані праворуч, показують рівень деталізації того, що сфотографував Хаббл. Помаранчевий квадрат, трохи збільшений вид від Хаббла, містить безліч зірок ореолу. Зоряна популяція стає щільнішою ближче до галактичного диска (синій квадрат знизу).

"Відсутність зірок, бідних металами, була великою несподіванкою, - каже Гудфруа, - і велика кількість зірок, багатих на метали, лише додала загадковості".

В ореолі галактики астрономи очікують знайти попередні покоління зірок з менш важкими елементами, що називаються металами, у порівнянні з переповненими зоряними містами на головному диску галактики. Елементи створюються в процесі зоряного "життєвого циклу", і чим довше галактика дає зіркам пройти цей цикл, тим більш багатий на елементи газ і тим вище металічність зірок, які утворюються з цього газу. Ці молодші, високо-металеві зірки, як правило, знаходяться на головному диску галактики, де зоряне населення щільніше – або приблизно так говорить загальноприйняте уявлення.

Ускладнює ситуацію наявність багатьох старих, бідних на метали сферичних скупчень зірок. Очікується, що ці бідні на метал зірки врешті-решт вийдуть зі своїх скупчень та стануть частиною загального зоряного ореолу, але в галактиці Сомбреро цей процес, схоже, виявився неефективним. Команда порівняла свої результати з недавніми комп'ютерними моделюваннями, щоб побачити, що може бути причиною таких несподіваних вимірювань металевості в галактичному ореолі.

Результати також не виправдали очікувань, вказуючи на те, що безтурботна Сомбреро зазнала крупне прирощування, або злиття, мільярди років тому. На відміну від нашої галактики Чумацький Шлях, яка, як вважається, поглинула багато малих галактик-супутників у так званих "незначних" прирощуваннях протягом мільярдів років, крупне прирощування – це злиття двох або більше подібних масивних галактик, багатих на зірки пізнішого покоління, що мають більш високу металевість.

Галактики-супутники містили лише зірки з низькою металевістю, які в основному складалися з водню та гелію від Великого вибуху. Більш важкі елементи мали бути приготовлені всередині зірок за допомогою ядерного синтезу та мали бути включені в зірки пізнього покоління. Цей процес був досить неефективним для карликових галактик, таких, які були навколо Чумацького Шляху, і більш ефективним для великих, більш розвинених галактик.

Результати для Сомбреро дивують, оскільки її гладкий диск не показує ніяких ознак руйнування. Для порівняння, численні взаємодіючі галактики, наприклад, як знакові галактики Антени (пара взаємодіючих галактик в сузір’ї Ворона), які отримали свою назву від спотвореного вигляду своїх спіральних рукавів через припливні сили їх взаємодії. При злитті таких же масивних галактик, як правило, вони об’єднуються у великі гладкі еліптичні галактики з протяжними ореолами - процес, який займає мільярди років. Але Сомбреро ніколи цілком не відповідала традиційному визначенню ні спіральної, ні еліптичної галактики. Вона дещо посередині – гібрид.

Для цього конкретного проекту команда обрала Сомбреро, головним чином, за її унікальну морфологію. Вони хотіли з'ясувати, як такі "гібридні" галактики могли формуватися та збиратися з часом. Подальші дослідження розподілу металевості ореолу будуть проводитися з декількома галактиками на відстанях, подібних до Сомбреро.

Дослідницька група сподівається на обсерваторії, що з’являються у майбутньому, які продовжать дослідження несподіваних властивостей Сомбреро. Ширококутній інфрачервоний оглядовий телескоп (WFIRST) із полем зору в 100 разів більшим за Хаббл зможе фіксувати безперервне зображення ореолу галактики, вловлюючи під час цього більшу кількість зірок в інфрачервоному світлі. Космічний телескоп Джеймса Вебба також буде цінним своєю роздільною здатністю, подібною Хабблу, і більш глибокою інфрачервоною чутливістю.

Космічний телескоп Хаббл – проект міжнародної співпраці між NASA та Європейським космічним агентством. Телескопом керує Центр космічних польотів NASA імені Годдарда у Ґрінбелті, штат Меріленд. Науковий інститут космічного телескопа (STScI) в Балтіморі, штат Меріленд, проводить наукові операції з Хабблом. STScI експлуатується для НАСА Асоціацією університетів з досліджень у астрономії, що у Вашингтоні, округ Колумбія.

Читайте ще цікаві новини про космос.

• Галактики