Ученые зарегистрировали далёкую галактику, которая гаснет и теряет способность к звездообразованию.
Галактики “умирают”, когда в них перестают рождаться звезды. Однако, до сих пор астрономам никогда еще не удавалось ясно заметить начало этой стадии в далёкой галактике. С помощью Атакамской Большой миллиметровой и субмиллиметровой антенной решетки (ALMA), которую Европейская Южная обсерватория (ESO) эксплуатирует на партнерских началах, астрономы наблюдали галактику, выбросившую почти половину всего необходимого для звездообразования газа. Этот выброс происходит с удивительной интенсивностью: наружу истекает количество газа, эквивалентное 10 000 солнечных масс в год. Галактика стремительно теряет «топливо», которое могло бы питать новые звезды. Ученые считают, что причиной этого яркого события было столкновение с другой галактикой. Новые данные могут заставить астрономов пересмотреть механизм прекращения звездообразования в галактиках.
“В первый раз мы наблюдаем, как типичная массивная звездообразующая галактика в удаленной части Вселенной вот-вот ‘погаснет’ по причине выброса больших масс холодного газа”, – говорит Аннаграциа Пульиcи (Annagrazia Puglisi), руководитель нового исследования, сотрудница университета в Дарэме, Великобритания, и Центра ядерных исследований в Саклэ (CEA-Saclay) во Франции. Галактика ID2299 расположена достаточно далеко от нас: свет от нее идет к Земле около 9 миллиардов лет, и мы видим её такой, какой она была, когда Вселенной было всего 4,5 миллиарда лет.
Вещество выбрасывается из галактики в количестве, эквивалентном 10 000 Солнц в год – получается, что из ID2299 истекает невероятно много холодного газа, примерно 46% всех его запасов в галактике. Так как одновременно в галактике идет и очень быстрое звездообразование – в сотни раз более интенсивное, чем в нашем Млечном Пути, то оставшийся в ней газ будет быстро израсходован, и в результате галактика ID2299 должна будет погаснуть всего через несколько десятков миллионов лет.
Как считают исследователи, событие, ответственное за эту беспрецедентную потерю галактикой вещества – это столкновение двух галактик, которое и закончилось образованием ID2299. Трудноуловимым признаком, указавшим на такой сценарий, стала связь выброшенного газа с “приливным хвостом”. Приливные хвосты – это вытянутые потоки звезд и газа, истекающие в межгалактическое пространство в результате слияния галактик. У далёких галактик они обычно слишком слабые, чтобы можно было их наблюдать. Однако, группа сумела разглядеть относительно яркую деталь как раз на этапе ее выброса в пространство, и отождествила её с приливным хвостом.
Большинство астрономов придерживаются того мнения, что за выброс звездообразующего вещества из галактики в окружающее пространство, что приводит к потере галактикой способности порождать новые звезды, ответственны вызванные интенсивным звездообразованием звездные ветры и активность черных дыр в центрах массивных галактик. Однако, новое исследование, которое сегодня публикуется в журнале Nature Astronomy, говорит о том, что в выбросах звездообразующего материала могут быть «виноваты» и слияния галактик.
“Наше исследование показывает, что газовые истечения могут порождаться слияниями галактик и что звездные ветры и приливные хвосты могут действовать очень похожим образом”, – говорит соавтор работы Эманюэль Дадди (Emanuele Daddi) из CEA-Саклэ. Поэтому, возможно, что некоторые группы наблюдателей, которые ранее сообщали об обнаружении звездных ветров в далеких галактиках, могли в действительности наблюдать приливные хвосты с газовыми истечениями из них. “В результате, нам, может быть, придется пересмотреть наше понимание того, как «умирают» галактики”, – добавляет Дадди.
Аннаграциа Пульиcи согласна с тем, что сделанное её группой открытие имеет большое значение: "Я была поражена тем, что мы открыли столь исключительную галактику! Мне очень хотелось узнать больше об этом странном объекте, потому, что я была убеждена: в нем кроется какое-то важное знание о том, как эволюционируют далёкие галактики".
Это неожиданное открытие было сделано случайно – группа просматривала обозрение более ста удалённых галактик, выполненное на ALMA с целью исследования свойств холодного газа. Галактика ID2299 наблюдалась на ALMA всего несколько минут, но баснословная мощь этого инструмента, установленного в северном Чили, позволила группе получить достаточно данных для регистрации самой галактики и выбрасываемого ею «хвоста».
"Выполненные на ALMA наблюдения проливают свет на механизмы, способные привести к прекращению звездообразования в далёких галактиках. Регистрация столь масштабного явления разрушения галактики позволяет добавить новый важный фрагмент в сложную мозаику галактической эволюции", – говорит Кьяра Чиркоста (Chiara Circosta), научный сотрудник Университетского колледжа в Лондоне, Великобритания, также принимавшая участие в исследовании.
В будущем группа, возможно, сможет воспользоваться телескопом ALMA, чтобы выполнить наблюдения этой галактики с более высоким разрешением и большей проницающей силой, и благодаря этому лучше понять динамику выбрасываемого газа. А наблюдения на будущем Чрезвычайно Большом телескопе ESO могли бы позволить исследователям изучить связь между звездами и газом в ID2299, что внесло бы еще больший вклад в изучение эволюции галактик.