Астрономы объясняют происхождение неуловимых ультрадиффузных галактик

С помощью симуляций астрономы установили, что изолированные УДГ когда-то образовались рядом с другими галактиками, но были выброшены на длинную эллиптическую орбиту; также, что их может быть больше, чем наблюдается.

Об этом рассказывают в Калифорнийском университете в Риверсайде (UCR).

Как следует из их названия, ультрадиффузные галактики или УДГ – это карликовые галактики, звезды которых разбросаны по большой территории, что приводит к чрезвычайно низкой поверхностной яркости и делает очень трудным их обнаружение. Несколько вопросов насчет УДГ остаются без ответа: как эти карлики оказались растянутыми? Являются ли их ореолы темной материи – ореолы невидимой материи, окружающие галактики, – особенными?

Теперь международная команда астрономов под руководством Лауры Сейлз из UCR сообщает в Nature Astronomy, что с помощью сложных симуляций им удалось обнаружить несколько "угасших" УДГ в условиях низкой плотности во Вселенной. Угасшая галактика – это галактика, в которой не происходит звездообразование.

"То, что мы обнаружили, противоречит теориям образования галактик, поскольку угасшие карлики должны находиться в скоплениях или в групповой среде, чтобы их газ был удален и перестать создавать звезды", - сказала доцент кафедры физики и астрономии Сейлз. "Но обнаруженные нами угасшие УДГ изолированы. Нам удалось идентифицировать несколько таких угасших УДГ в поле и проследить их эволюцию в обратном направлении, чтобы показать, что они возникли на обратновсплесковых орбитах".

Здесь "в поле" означает галактики, изолированные в более спокойной среде, а не в группе или скоплении. Сейлз объяснила, что обратновсплесковая галактика – это объект, который сегодня выглядит как изолированная галактика, но в прошлом была спутником более массивной системы – подобно комете, которая периодически посещает наше Солнце, но большинство своего путешествия проводит изолированно, в основном далеко от Солнечной системы.

"Изолированные галактики и галактики-спутники имеют различные свойства, поскольку физика их эволюции достаточно разная", - сказала она. "Эти обратновсплесковые галактики интригуют, потому что они разделяют свойства с популяцией спутников в системе, к которой они когда-то принадлежали, но сегодня они наблюдаются как изолированные от системы".

Карликовые галактики – это маленькие галактики, которые содержат от 100 миллионов до нескольких миллиардов звезд. В отличие от них, в Млечном Пути насчитывается от 200 до 400 миллиардов звезд. Хотя все УДГ являются карликовыми галактиками, все карликовые галактики не являются УДГ. Например, при подобной яркости карлики демонстрируют очень большой диапазон размеров, от компактных до диффузных. УДГ – это хвостовая часть большинства вытянутых объектов при данной яркости. УДГ имеет звездное содержание карликовой галактики, которое в 10-100 раз меньше Млечного Пути. Но ее размер можно сравнить с Млечным Путем, что дает ей чрезвычайно низкую поверхностную яркость и делает ее особенной.

Сейлз объяснила, что ореол темной материи карликовой галактики имеет массу по меньшей мере в 10 раз меньше, чем у Млечного Пути, и размеры масштабируются подобным образом. Однако УДГ нарушают это правило и показывают радиальное расширение, сравнимое с расширением гораздо больших галактик.

"Одна из популярных теорий, объясняющая это, заключалась в том, что УДГ - это "неудавшиеся Млечные Пути", то есть им суждено быть галактиками, подобными нашему Млечному Пути, но каким-то образом не удалось сформировать звезды", - сказал Хосе А . Бенавидес, аспирант Института теоретической и экспериментальной астрономии в Аргентине и первый автор научной статьи. "Теперь мы знаем, что этот сценарий не может объяснить все УДГ. Поэтому возникают теоретические модели, в которых более чем один механизм формирования может быть способен сформировать эти ультрадиффузные объекты".

Новости по подобной теме:

		В галактике не найдено никаких доказательств существования темной материи
		Предложено объяснение образования ультрадиффузных галактик

По словам Сейлз, ценность новой работы двойная. Во-первых, использованная исследователями симуляция под названием TNG50 успешно предсказала УДГ с характеристиками, подобными наблюдаемым УДГ. Во-вторых, исследователи обнаружили несколько редких угасших УДГ, для которых у них нет механизма образования.

"Используя TNG50 в качестве "машины времени", чтобы увидеть, как УДГ попали туда, где они находятся, мы обнаружили, что эти объекты были спутниками за несколько миллиардов лет до этого, но были выброшены на длинную эллиптическую орбиту и сегодня выглядят изолированными", - сказала она.

Исследователи также сообщают, что согласно их симуляциям, угасшие УДГ обычно могут составлять 25% ультрадиффузной популяции галактик. Однако при наблюдении этот процент значительно меньше.

"Это означает, что многие карликовые галактики, которые прячутся в темноте, возможно, остались незамеченными для наших телескопов", - сказала Сейлз. "Мы надеемся, что наши результаты вдохновят на новые стратегии исследования низко светимой Вселенной, что позволит провести полную перепись этой популяции карликових галактик".

Исследование является первым, в котором рассматривались многочисленные среды – от изолированных карликов до карликов в группах и скоплениях – необходимы для выявления УДГ, и с достаточно высоким разрешением для изучения их морфологии и структуры.

Далее исследовательская группа продолжит изучение УДГ в симуляциях TNG50, чтобы лучше понять, почему эти галактики настолько расширены по сравнению с другими карликовыми галактиками с одинаковым звездным содержанием. Исследователи будут использовать телескоп Кека на Гавайях, один из самых мощных телескопов в мире, для измерения содержания темной материи УДГ в скоплении Девы, ближайшем к Земле скоплении галактик.

"Будущие телескопы, такие как Большой синоптический обзорный телескоп или космический телескоп Нэнси Грейс Роман, появятся в сети в течение ближайших пяти-десяти лет с возможностью выявлять еще много таких интересных УДГ", - сказала Сейлз.

Исследовательская статья называется "Спокойные ультрадиффузные галактики в поле, возникающие на обратновсплесковых орбитах".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Ультра диффузная галактика