Выращиваем галактику

Европейская Южная обсерватория,
13 октября 2010 года

Как показали новые наблюдения ОБТ, молодые галактики засасывают межгалактический холодный газ и используют его как топливо для формирования новых звезд. В течение первого миллиарда лет после Большого Взрыва, массы типичных галактик росли в геометрической прогрессии, и понимание того, почему так происходило, является одной из самых горячих проблем современной астрофизики. Результаты исследования появились в выпуске журнала Nature от 14 октября.

Первые галактики формировались в период, до того как Вселенной исполнилось 1 млрд лет, и были гораздо меньше, чем те гигантские звездные системы, вроде Млечного Пути, которые мы наблюдаем в настояшее время. Но затем каким-то образом галактики достигали среднего размера. Не секрет, что галактики часто сталкиваются, что приводит к их слиянию и формированию бОльших систем, и, конечно, этот процесс, является важным механизмом их роста. И вот теперь в дополнение к этому способу, предлагается еще один, более спокойный.

Для проверки этого нового способа команда европейских астрономов использовала ОБТ. Они предположили, что молодые галактики могут расти также всасывая холодные потоки водорода и гелия - газов, наполнявших раннюю Вселенную - и формировать новые звезды из этого первобытного материала. Так же, как и обычная коммерческая компания, которая может расти или поглощая другие компании или увеличивая свой персонал, галактики могут, возможно, использовать оба способа - сливаясь с другими галактиками или накапливая материал.

Лидер команды, Джованни Креши (Giovanni Cresci) говорит: “Новые результаты ОБТ - первое прямое доказательство, что действительно происходило накапливание первичного газа, что было достаточно для подпитывания процесса формирования звезд и роста массы галактики в ранней Вселенной.” Открытие сильно повлияет на наше понимание эволюции Вселенной - от Большого Взрыва до настоящего времени. Теории формирования и эволюции галактик надо переписывать.

Группа начала с выбора трех удаленных галактик, чтобы посмотреть, могут ли они увидеть потоки первобытного газа из межгалактического пространства всасываемого галактиками, для формирования новых звезд. Очень важно было найти 3 образца, не связанных взаимодействием с другими галактиками. Выбранные галактики оказались очень правильными, медленно вращающимися дисками, по их красному смещению (равному 3) можно сказать, что они отстоят всего на 2 млрд лет от Большого Взрыва.

В галактиках современной Вселенной тяжелые элементы концентрируются к их центрам. Но команда Креши с волнением обнаружила, что во всех трех случаях наблюдаются хвосты материала, идущие к их центру, где меньше тяжелых элементов, но в которых идет энергичное формирование звезд, что предполагает, что материал, питающий образование звезд, приходит из межгалактического пространства, бедного тяжелыми элементами. Эта улика - как дымящееся дуло пистолета, явно указывающая на то, что галактики накапливают первобытный газ и используют его для формирования звезд.

Как заключает Креши: “Это исследование стало возможным только благодаря великолепной производительности прибора ОБТ SINFONI, открывшего новое окно для изучения химического состава далеких галактик. SINFONI дает информацию не только в двух пространственных измерениях, но и в третьем - спектральном измерении, что позволяет увидеть внутренние движения в галактиках и изучать химический состав межзвездного газа.”