Чому найбільші галактики мертві? Колосальне зіткнення надає нові підказки

Шість мільярдів років тому дві галактики зіткнулися та їхні об′єднані сили викинули потік газу на відстань у сотні тисяч світлових років. Ця незвичайна особливість дає нове можливе пояснення того, чому галактики перестають утворювати зорі.

“Одне з найбільших питань в астрономії — чому найбільші галактики мертві”, - каже Девід Сеттон, аспірант кафедри фізики та астрономії у Школі мистецтв і наук імені Кеннета П. Дітріха Піттсбурзького університету. “Ми побачили, що якщо взяти дві галактики та зіштовхнути їх разом, то це фактично може вирвати газ з галактик”.

У тій частині космосу, де ми мешкаємо, більшість великих галактик вже давно перестали утворювати нові зорі. Тільки нещодавно астрономи почали дивитися далі — та, отже, далі у минуле — за допомогою інструментів, які дозволяють знайти недавно загиблі галактики та з'ясувати, як вони стали такими.

Холодний газ, з якого утворюються зорі, може полишити галактики кількома шляхами, зокрема може бути викинутий чорними дірами, або надновими. Є ще простіший варіант: галактики затихають, коли у них вичерпано всю сировину для утворення зірок.

У пошуках прикладів галактик, які нещодавно припинили зореутворення, група дослідників використала дані Слоанівського цифрового огляду неба, в якому каталогізовано мільйони галактик за допомогою телескопа в обсерваторії Апач-Пойнт у Нью-Мексико. Разом зі спостереженнями за допомогою наземної радіоастрономічної мережі ALMA, дослідники виявили таку галактику з “постспалахом зореутворення” на відстані семи мільярдів світлових років, яка все ще демонструвала ознаки наявності палива для зореутворення. “І тоді нам знадобилося пояснення”, - каже Сеттон. “Якщо вона має газ, то чому вона не утворює зорі?”

Потім другий прохід за допомогою космічного телескопа "Хаббл" виявив характерний "хвіст" газу, що простягається від галактики. Подібно до судових експертів, дослідники, які працюють з телескопами, за цією особливістю змогли реконструювати зіткнення галактик і величезну гравітаційну силу, яка розривала зорі й викинула потік газу на відстань більшу, ніж два Чумацькі шляхи, розташовані один за одним.

“Це було безперечним доказом”, - сказав Сеттон. “Ми всі були настільки вражені цим. Ви просто не побачите стільки газу так далеко від галактики”.

За його словами, такі екстремальні зустрічі галактик, швидше за все, рідкісні, але оскільки гравітація стягує великі об'єкти в щільні групи, така подія відбувається частіше, ніж можна було б припустити. “У космосі є всі ці великі порожнечі, але всі найбільші галактики живуть у просторах, де мешкають всі інші великі галактики”, - сказав він. “Ви очікуєте побачити подібні великі зіткнення раз на 10 мільярдів років або близько того для такої масивної системи”.

Роль Сеттона в проєкті полягала у визначенні розміру та форми галактики, і він виявив, що, за винятком хвоста, галактика після злиття виглядає напрочуд нормально. Коли хвіст зникне через кілька сотень мільйонів років, вона виглядатиме так само як і будь-яка інша мертва галактика, що ще більше вказує на те, що цей процес може бути поширенішим, ніж здається на перший погляд.

За словами Сеттона, такі зіткнення не тільки дають ключ до розуміння того, як Всесвіт став таким, яким він є, але й відображають одну з можливостей майбутнього нашої власної галактики.

“Якщо піти в темне місце й подивитися на нічне небо, то можна побачити галактику Андромеди, яка через п'ять мільярдів років може вчинити так само з нашим Чумацьким Шляхом”, - сказав Сеттон. “Це допомагає відповісти на фундаментальне питання про те, що станеться з Чумацьким Шляхом у майбутньому”.

Команда, яка також включає доцентку фізики та астрономії Піттсбурзького університету Рейчел Безансон та випускницю Маргарет Верріко (Школа мистецтв і наук імені Дітріха '21) разом з колегами з Техаського університету A&M та низки інших установ, 30 серпня повідомила про свої результати в Astrophysical Journal Letters.

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