Як формуються гігантські галактики з низькою поверхневою яскравістю?

Астрономи обчислили три можливі сценарії утворення величезних але тьмяних галактик.

Про це розповідають в Гарвард-Смітсонівському астрофізичному центрі (CfA).

Сорок років тому астрономи, використовуючи нові чутливі методи візуалізації, виявили клас великих тьмяних галактик, які вони назвали галактиками з низькою поверхневою яскравістю.

Гігантські галактики з низькою поверхневою яскравістю (gLSBG) - це підгрупа галактик, маси яких порівнянні з Чумацьким Шляхом, але радіуси яких у десять разів більші, ніж чотириста тисяч світлових років.

Гігантська галактика з низькою поверхневою яскравістю Malin 1, зображена за допомогою приладу Megacam на 6,5-метровому телескопі Magellan/Clay. CfA

Ці gLSBG створюють проблему для астрономів: незважаючи на свою масивність, диски галактик (з точки зору кінематики) відносно неактивні. Звичайна парадигма формування галактик із великою масою передбачає їх розвиток у результаті злиття галактик -- процесу, який збуджує диск і повинен зробити його кінематично активним. Більше того, більшість gLSBG не мають інших галактик у своїх околицях, що свідчить про те, що зіткнення, ймовірно, не грали великої ролі в їхньому формуванні.

Питання про те, як утворюються gLSBG, є предметом активних дискусій. Запропоновано дві популярні моделі. За першим, не катастрофічним сценарієм, до зростання галактики призводить повільна акреція газу на неї. В альтернативному, катастрофічному сценарії, подія злиття справді мала місце в минулому; головною перевагою цієї моделі є те, що вона вписується в поточне розуміння формування галактик.

Астроном CfA Ігор Чилінгарян та його колеги завершили чутливі оптичні спостереження семи gLSBG, взявши спектри по всьому діаметру цих тьмяних, гігантських систем та поєднавши свої результати з архівними оптичними та радіовимірюваннями емісії атомарного водню. Їх нова робота є останньою в серії результатів щодо gLSBG.

Астрономи використовували великий набір даних для перевірки цих двох сценаріїв; вони також розглянули третій варіант, при якому галактики утворюються в межах надзвичайно неглибокого ореолу темної матерії та її гравітаційного впливу. (Вважається, що всі галактики мають ореоли темної матерії; ореол Чумацького Шляху містить у десять разів більше маси, ніж у зірок.)

Вони дійшли до висновку, що всі три сценарії, здається, діють, але в різних ситуаціях. Для більшості їх вибірки найбільш вірогідним процесом формування було зростання за рахунок поступової акреції після початкового утворення галактики. Для решти gLSBG сценарій крупного злиття краще пояснює спостереження, хоча в ряді випадків вони виявили, що розріджений ореол темної матерії також може зіграти свою роль.

Окрім цього вчені виявили, що принаймні шість із семи gLSBG містять активні галактичні ядра (AGN), однак їх надмасивні чорні діри в ядрах набагато менш масивні, ніж ті, що в звичайних галактиках аналогічної маси, що означає, що злиття, навіть якщо вони брали участь у формуванні gLSBG, мабуть, були порівняно скромними.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.