Почему большинство карликовых галактик мертвы?

Глядя на фотографии далеких галактик, полученных космическим телескопом Hubble, мы не так часто задумываемся о том, как рождаются, живут и умирают эти звенья космической паутины. В 1929 году, когда Эдвин Хаббл в корне изменил наше представление о Вселенной, никто и представить себе не мог, что человечество откроет 100 миллиардов галактик! Астроном также доказал, что наша Вселенная расширяется с ускорением и составил первую подробную систему классификации галактик по форме. Стоит ли говорить, что эта система является основой современной классификации. Космос – по-настоящему сумасшедшее место, в котором рождается и умирает бесчисленное число звезд и галактик и этот процесс взаимосвязан: когда в галактике перестают рождаться новые звезды, ученые классифицируют ее как мертвую. Но почему большинство мертвых галактик карликовые?

До того как Эдвин Хаббл доказал, что наша галактика – лишь песчинка в бескрайнем космическом океане, исследователи считали, что наша галактика – и есть вся Вселенная. Более того, Альберт Эйнштейн создавал общую теорию относительности (ОТО) исходя из того, что существует только наша галактика. Открытие потрясло его и впоследствии он назвал Эдвина Хаббла гигантом астрономии. Согласитесь, абсолютно заслуженно. Итак, Хаббл выделил три основных типа галактик: спиральные, эллиптические и неправильные. Спиральные галактики, как мы знаем сегодня, встречаются чаще других. Но что на счет их размера?

Исследователи отмечают, что карликовые галактики часто являются спутниками крупных, более ярких галактик. Са­мые ма­лень­кие карликовые галактики име­ют мас­су, сравнивую с миллионом солнечных масс. Ближайший спутник нашей галактики – карликовая галактика Ма­лое Ма­гел­ла­но­во Об­ла­ко. Считается, что карликовые галактики возникли как самостоятельные галактики миллиарды лет назад, тем не менее в космосе встречаются и более молодые. Ученые считают, что карликовые галактики долж­ны бы­ли иг­рать боль­шую роль при фор­ми­ро­ва­нии огромных галактик.

Немаловажным является и то, что как и обыч­ные га­лак­ти­ки, в карликовых содержатся звезды разного возраста – прямо как в обычных галактиках; правда, звезды в карликовых галактиках, как пра­ви­ло, от­ли­ча­ют­ся очень низ­ким со­дер­жа­ни­ем хи­мических эле­мен­тов тя­же­лее ге­лия. Более того, в крохотных галактиках также присутствует межзвездный газ и темная материя. Тем не менее не так давно ученые обнаружили целых 19 карликовых галактик без темной материи. Как такое возможно и что означает для современной науки читайте в нашем материале.

Как известно, галактика считается мертвой, если в ней больше не образуются новые звезды. Но как они рождаются? Начнем с того, что в любой галактике присутствует газ. Охлаждаясь, он сжимается и постепенно превращается в звезды. Конечно, это очень упрощенное объяснение. Сила гравитации буквально втягивает газ внутрь галактического диска, а взрывы сверхновых звезд выталкивают его наружу. Получается, галактики словно «дышат» газом, вдыхая и выдыхая его. Именно благодаря этим процессам существуют галактики и рождаются новые звезды.

Согласно результатам нового исследования, карликовым галактикам очень трудно восстановить процесс звездообразования, так как большинство звезд в них очень древние. Более того, существующие звезды в таких галактиках борются с рождением любых новых звезд даже после того, как в галактику попадает свежее топливо для звездообразования – газ.

Однако компьютерная симуляция, разработанная авторами исследования, показала, что в конечном итоге новые звезды в карликовых галактиках могут возникнуть и даже придать галактике яркость. Просто на это потребуются миллиарды лет. С работой можно ознакомиться на сервере препринтов arXiv.org.

Авторы работы пишут, что для того, чтобы коллапсировать в звезды, газ должен быть холодным и плотным. Это требование создает проблемы для маленьких галактик, которые появились вскоре после Большого взрыва, когда ультрафиолетовое излучение галактик поделило межгалактические атомы водорода на протоны и электроны. Ученые называют это процесс «реионизацией» – он позволяет излучению проходить через пространство и нагревать газ внутри галактик. Проблема заключается в том, что в карликовых галактиках изначально было мало газа, а реионизация и вовсе убила звездообразование. Таким образом, пишут исследователи, все звезды в большинстве карликовых и не массивных галактик являются древними. Правда, не без исключений.

Так, две несвязанные карликовые галактики в созвездии Льва, названные Leo P и Leo T, до сих пор образуют новые звезды. Чтобы объяснить, по какой причине эти маленькие галактики процветают, авторы исследования прибегли к компьютерному моделированию газа, звезд и темной материи в карликовых галактиках с низкой массой. Результаты показали, что инфузионный газ может «оживлять» карликовые галактики и запустить процесс звездообразование. Просто все происходит очень медленно.

Источник