Мертвые галактики существуют с самого рождения Вселенной

Наблюдения за древнейшими галактиками Вселенной помогли ученым выяснить, что "мертвые" галактики, не способные самостоятельно формировать новые звезды, существовали практически с самого начала времен, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Примерно половина самых крупных галактик Вселенной исчерпали свои запасы "звездных стройматериалов" еще 9 миллиардов лет назад. Причиной этого считались сверхмощные вспышки звездообразования, вызванные столкновением галактик. К нашему большому удивлению, эти "мертвые" галактики имеют спиральную, а не эллиптическую форму, что противоречит этой теории", — пишут Суне Тофт (Sune Toft) из Института Нильса Бора в Копенгагене (Дания) и его коллеги.

В центре Млечного Пути и практически всех ее "кузенов" присутствует сверхмассивная черная дыра, незримым образом "дирижирующая" процессами круговорота вещества по всей галактике. Достаточно давно астрономы считают, что активизация таких черных дыр приводит к постепенному опустошению галактики и прекращению процессов звездообразования в результате того, что черная дыра разогревает и выбрасывает холодные облака пыли и водорода за пределы галактики.

Эти облака газа медленно остывают и постепенно окружают галактики гигантским коконом из раскаленной плазмы, препятствующей движению холодных потоков газа из межгалактической среды. В результате подобных процессов, как сегодня считают ученые, примерно половина галактик в обозримой Вселенной является "живыми трупами" – в них фактически не рождаются новые звезды. Другие астрономы полагают, что причиной "смерти" галактик являются их столкновения между собой, которые приводят к резким вспышкам звездообразования и "выгоранию" всех запасов нейтрального газа.

Тофт и его коллеги выяснили, что ни черные дыры, ни столкновения с соседями не являются причиной их смерти, получив первые фотографии центральных регионов древнейших галактик, которые мы видим в том состоянии, в каком они находились 10,6 миллиарда лет назад.

Эти фотографии ученые получили, изучая одну из самых небольших и незаметных галактик юной Вселенной, MACS2129?1, чей свет был усилен притяжением крупного скопления галактик MACS2129, расположенного на линии между Землей и MACS2129?1. Для наблюдений за ней астрономы использовали орбитальную обсерваторию "Хаббл" и прибор XSHOOTER, установленный на наземный телескоп VLT для получения снимков одиночных галактик.

Круговорот смерти

На первый взгляд, она ничем не отличалась от типичных "мертвых" эллиптических галактик, которые можно увидеть в окрестностях млечного пути – звезды в ней фактически не формировались, а сама она была окрашена в красный тон, цвет долгоживущих красных карликов и пожилых звезд, почти исчерпавших свои запасы термоядерного "горючего".

С другой стороны, когда ученые начали изучать ее спектр, они заметили нечто необычное – оказалось, что MACS2129?1 была не шарообразной, а плоской, похожий на типичный "блин" Млечного Пути и других спиральных галактик.

Подобное открытие стало настоящей неожиданностью для астрономов, так как возможность затухания спиральной галактики в столь юной Вселенной раньше просто не рассматривалась. Ученые считали, что "смерть от обжорства", как называет этот процесс российско-немецкий астроном Алексей Финогенов, характерна только для эллиптических галактик, возникших в результате столкновения двух крупных галактик других типов.

Что могло заставить галактику "умереть"? Как полагают ученые, в ее гибели могла быть замешана темная материя, скопления которой окружают окраины всех галактик. Она могла заставить "обычную" материю, потоки которой падают на MACS2129?1 из межгалактической среды, ускорить свое движение и разогреться, что лишило галактику доступа к свежим "звездным стройматериалам" и привело к полному прекращению звездообразования.

Черная дыра-феникс в скоплении галактик SPT-CLJ2344-4243. Красным отмечены потоки газа, возвращающиеся в галактику

Подобная идея тоже не совсем соответствует современным представлениям об эволюции галактик – сегодня астрономы считают, что галактики начинают умирать "изнутри", а не "снаружи", как предполагают Тофт и его коллеги. Кроме того, непонятно, как MACS2129?1 и ее "кузены" превращались в современные "мертвые" эллиптические галактики. Ученые планируют найти ответ на оба этих вопроса, наблюдая за другими древнейшими галактиками в поисках аналогов MACS2129?1.

Источник