Ученые обнаружили неуловимый газ из галактик, прячущийся у всех на виду
AstroNews.ru - 25 Апреля 2022 18:21:49
Ученые обнаружили, что галактики после звездных взрывов конденсируют свой газ, а не выбрасывают его, в связи с чем возникает вопрос: Что же на самом деле удерживает их от образования звезд?
Ранее считалось, что галактики после звездных взрывов рассеивают весь свой газ и пыль - топливо, необходимое для образования новых звезд - в мощных вспышках энергии и с необычайной скоростью. Новые данные, полученные с помощью Атакамского большого миллиметрового/субмиллиметрового массива (ALMA), показывают, что эти галактики не рассеивают все свое звездообразующее топливо. Вместо этого, после своего предполагаемого конца, эти спящие галактики удерживают и сжимают большое количество высококонцентрированного турбулентного газа. Но, вопреки ожиданиям, они не используют его для формирования звезд.
В большинстве галактик ученые ожидают, что газ будет распределяться подобно свету звезд. Но в послезвездных галактиках дело обстоит иначе. Послезвездные галактики отличаются от других галактик тем, что они рождаются в результате сильных столкновений или слияний между галактиками. Слияния галактик обычно вызывают мощные всплески звездообразования, но в послезвездных галактиках эти всплески замедляются и почти полностью прекращаются почти сразу после начала. В результате ученые ранее считали, что в центральных фабриках звездообразования этих галактик осталось мало или совсем не осталось топлива для звездообразования. И до сих пор считалось, что молекулярные газы были перераспределены далеко за пределами галактик либо в результате звездных процессов, либо под воздействием черных дыр. Новые результаты опровергают эту теорию.
"Мы уже давно знаем, что в окрестностях послезвездных галактик остается большое количество молекулярного газа, но мы не могли сказать, где именно, что в свою очередь мешало нам понять, почему в этих галактиках перестали образовываться звезды. Теперь мы обнаружили значительное количество оставшегося газа внутри галактик, и этот оставшийся газ очень компактен", - сказал Адам Смерчина, астроном из Вашингтонского университета и главный исследователь исследования. "Хотя этот компактный газ должен эффективно формировать звезды, это не так. На самом деле, его эффективность составляет менее 10 процентов от ожидаемой для такого же компактного газа".
Помимо того, что газ в наблюдаемых спящих или спокойных галактиках был достаточно компактным, чтобы образовывать звезды, он преподнес команде еще один сюрприз: он часто располагался в центре, хотя и не всегда, и был удивительно турбулентным. В совокупности эти две характеристики привели к тому, что у исследователей возникло больше вопросов, чем ответов.
"Темпы звездообразования в наблюдаемых нами послезвездных галактиках намного ниже, чем в других галактиках, даже несмотря на то, что там, по-видимому, достаточно топлива для поддержания этого процесса", - говорит Смерчина. "В этом случае звездообразование может быть подавлено из-за турбулентности газа, подобно тому, как сильный ветер может потушить огонь. Однако звездообразование также может быть усилено турбулентностью, подобно тому, как ветер может раздувать пламя, поэтому понимание того, что генерирует эту турбулентную энергию, и как именно она способствует спящему состоянию, является остающимся вопросом данной работы".
Декер Френч, астроном из Университета Иллинойса и соавтор исследования, добавил: "Эти результаты поднимают вопрос о том, какие источники энергии присутствуют в этих галактиках, чтобы вызвать турбулентность и помешать газу формировать новые звезды. Одна из возможностей - это энергия от аккреционного диска центральных сверхмассивных черных дыр в этих галактиках".
Четкое понимание процессов, которые управляют формированием звезд и галактик, является ключевым для понимания Вселенной и нашего места в ней. Открытие турбулентного, компактного газа в спящих галактиках дает исследователям еще один ключ к разгадке тайны того, как именно галактики живут, развиваются и умирают на протяжении миллиардов лет. А это означает дополнительные будущие исследования с помощью 1,3-миллиметрового приемника ALMA, который видит невидимое с поразительной четкостью.
Джей Ди Смит, астроном из Университета Толедо и соавтор исследования, сказал: "Мы многого не понимаем в эволюции типичных галактик, и переход от их бурной звездообразующей жизни к покою - один из наименее изученных периодов. Хотя постзвездные вспышки были очень распространены в ранней Вселенной, сегодня они встречаются довольно редко. Это означает, что ближайшие примеры все еще находятся на расстоянии сотен миллионов световых лет, но эти события предвещают потенциальный результат столкновения, или слияния, между галактикой Млечный Путь и галактикой Андромеды через несколько миллиардов лет. Только благодаря невероятной разрешающей способности ALMA мы можем заглянуть глубоко в молекулярные резервуары, оставшиеся "после падения".
Смерчина добавил: "Часто бывает так, что мы, астрономы, интуитивно находим ответы на свои вопросы, опережая наблюдения, но в этот раз мы узнали о Вселенной нечто совершенно неожиданное"
Результаты исследования опубликованы сегодня в журнале The Astrophysical Journal.