Карликовые галактики для рождения звезд используют период затишья в 10 млн лет

Если посмотреть на массивные галактики, богатые звездами, то можно подумать, что это звездные фабрики, выпускающие яркие газовые шары. Но на самом деле менее развитые карликовые галактики имеют более крупные области звездного производства с более высокими темпами звездообразования.

Об этом рассказывают в Мичиганском университете, передают OstanniPodii.com.

В новом исследовании выявлена причина: галактики имеют задержку в 10 млн лет на выдувание газа, который загромождает их среду. Звездообразующие области способны удерживать газ и пыль, позволяя большему количеству звезд формироваться и развиваться.

В этих относительно нетронутых карликовых галактиках массивные звезды, масса которых в 20-200 раз превышает массу нашего Солнца, коллапсируют в черные дыры вместо того, чтобы взорваться как сверхновые. Но в более развитых и загрязненных галактиках, таких как наш Млечный Путь, они взрываются (а не коллапсируют) с большей вероятностью, создавая тем самым коллективный суперветер. Газ и пыль выбрасываются за пределы галактики, и звездообразование быстро прекращается.

Результаты исследования опубликованы в Astrophysical Journal.

"Когда звезды превращаются в сверхновые, они загрязняют окружающую среду, производя и выбрасывая металлы", - говорит Мишель Джечмен, первый автор исследования и научный сотрудник бакалавриата. "Мы утверждаем, что при низкой металличности галактики — среде, которая является относительно незагрязненной, — существует задержка в 10 млн лет на возникновение сильных суперветров, что, в свою очередь, приводит к более высокому звездообразованию".

Новости по подобной теме:

		"Уэбб" обнаружил, что черные дыры быстро останавливают звездообразование в массивных галактиках
		Уэбб зондирует галактику с экстремальной вспышкой звездообразования
		"Хаббл" показал галактику под давлением

Исследователи указывают на так называемый "камертон Хаббла" — диаграмму, на которой изображен способ классификации галактик астрономом Эдвином Хабблом. В ручке камертона расположены самые большие галактики. Огромные, круглые, полные звезд, эти галактики уже превратили весь свой газ в звезды. Вдоль двух зубцов камертона расположены спиральные галактики, в компактных рукавах которых есть газовые и звездообразующие области. На конце зубцов камертона расположены наименее развитые, самые маленькие галактики.

"Но эти карликовые галактики имеют просто яркие звездообразующие области", - говорит старший автор исследования Салли Оей. "Были некоторые идеи, почему так происходит, но находка Мишель предлагает очень хорошее объяснение: эти галактики имеют проблемы с прекращением звездообразования, поскольку они не выдувают свой газ".

Кроме того, этот 10-миллионный период затишья дает астрономам возможность заглянуть в сценарии, аналогичные космическому рассвету — периоду времени сразу после Большого взрыва, говорит Джечмен. В нетронутых карликовых галактиках газ слипается и образует щели, через которые может выходить излучение. Это ранее известное явление называется моделью "пикетного забора", в которой ультрафиолетовое излучение выходит между пикетами. Задержка объясняет, почему газ должен был бы слипнуться.

Ультрафиолетовое излучение важно тем, что оно ионизирует водород — процесс, который также происходил сразу после Большого взрыва, в результате чего Вселенная превратилась из непрозрачной в прозрачную.

"Поэтому наблюдение за карликовыми галактиками с низкой металличностью и большим количеством ультрафиолетового излучения в определенной степени похоже на исследование всего пути к космическому рассвету", - говорит Джечмен. "Понимание времени вблизи Большого взрыва очень интересно. Оно является основополагающим для наших знаний. Это то, что произошло так давно — и так интересно, что мы можем наблюдать похожие ситуации в галактиках, которые существуют сегодня".

Во втором исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal Letters под руководством Оей, с помощью космического телескопа "Хаббл" был изучен регион Mrk 71, расположенный в недалекой карликовой галактике, на расстоянии примерно 10 млн световых лет. В галактике Mrk 71 команда обнаружила наблюдательные доказательства сценария Джечмен. Используя новую методику работы с космическим телескопом "Хаббл", команда применила набор фильтров, которые рассматривают свет трижды ионизированного углерода.

Срез Мрк 71 от космического телескопа "Хаббл" — область, демонстрирующая сильное радиационное охлаждение (и, соответственно, отсутствие суперветра). Credit: Observatorio de Calar Alto, J. van Eymeren (AIRUB, ATNF) & Á.R. López-Sánchez

По словам Оей, в более развитых галактиках с большим количеством взрывов сверхновых газ в звездном скоплении нагревается до очень высоких температур — до миллионов градусов Кельвина. Расширяясь, этот горячий суперветер выбрасывает остальной газ из звездных скоплений. Но в среде с низкой металличностью, такой как Mrk 71, где звезды не взрываются, энергия внутри региона излучается наружу. У нее нет возможности сформировать суперветер.

Фильтры команды уловили диффузное свечение ионизированного углерода по всей поверхности Mrk 71, что свидетельствует о том, что энергия излучается. Таким образом, горячий суперветер отсутствует, а плотный газ остается во всей среде.

Оей и Джечмен говорят, что их работа имеет множество последствий.

"Наши выводы также могут быть важными для объяснения свойств галактик, которые сейчас наблюдаются на космическом рассвете с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба", - говорит Оэй. "Я думаю, что мы все еще находимся в процессе понимания последствий".

• Звездообразование в галактиках
• Галактики