Астрономи з'ясували, чому галактики володіють різною формою

У 1926 році знаменитий астроном Едвін Хаббл розробив морфологічну класифікацію галактик. Цей метод розділив галактики на три базові групи – еліптичні, спіральні й лінзоподібні. З тих пір астрономи присвятили значну кількість часу і зусиль для того, щоб з'ясувати, як галактики розвиваються протягом кількох мільярдів років і чому вони набувають саме ті форми, які в кінцевому підсумку купують.

Однією з найбільш популярних і широко поширених гіпотез на цей рахунок є та, що пояснює зміну форм галактик результатом їх злиття, коли більш компактні скупчення зірок, утримувані взаємною гравітацією, зливаються воєдино і тим самим згодом утворюють форму і кінцевий вигляд галактик. Проте згідно з висновками нового дослідження, проведеного міжнародною групою вчених, на форму і розмір галактик насправді може впливати поява нових зірок в їх центральних областях.

Дослідження проводилося під керівництвом постдокторанта Кена-Іті Тадаки у співпраці з Інститутом позаземної фізики Макса Планка і Національної астрономічної обсерваторії Японії (NAOJ). Для отримання більш повної картини про галактичних метаморфозах вчені провели ряд спостережень за дуже далекими галактиками.

Діаграма еволюції галактик

Дослідження включало використання декількох телескопів, за допомогою яких астрономи провели спостереження за 25 галактиками, розташованими на відстані близько 11 мільярдів світлових років від Землі. При такій відстані вчені фактично вели спостереження за галактиками, коли ті виглядали саме так 11 мільярдів років тому, тобто приблизно 3 мільярди років після Великого вибуху. Це час розглядається астрономами як період піку активності галактичного формування у Всесвіті, коли сформувалася більшість галактик.

«Вважалося, що масивні еліптичні галактики формувалися в результаті зіткнень галактичних дисків. Однак ми не впевнені в тому, що всі еліптичні галактики колись зачіпало таке міжгалактичний подія. Ми вважаємо, що є і альтернативний варіант», — зазначив Тадаки в прес-релізі, опублікованому на сайті японської астрономічної обсерваторії.

Можливість зловити ледь вловимий світло цих далеких галактик виявилася вельми непростим завданням, і щоб її вирішити, вченим знадобилося використання двох наземних і одного космічного телескопів. Спершу для пошуку 25 галактик вони використовували 8,2-метровий телескоп Субару, розташований на Гавайських островах. Потім провели спостереження за виявленими об'єктами за допомогою космічного телескопа Хаббл і наземної Атакамской великий антенної решітки міліметрового діапазону (ALMA), розташованої в Чилі.

Хаббл дозволив вловити світло галактик, щоб визначити їх форму (яку вони мали 11 мільярдів років тому), з допомогою ALMA вчені провели вивчення субміліметрових хвиль, випромінюваних холодними хмарами пилу і газу, місця, де народилися нові зірки. Порівнявши результати обох спостережень, астрономи змогли виділити деталізовану картину того, як ці галактики виглядали 11 мільярдів років тому, коли їх форма все ще піддавалася змінам.

Спостереження за галактикою, розташованої в 11 мільярдів світлових років від нас

Те, що виявили вчені, виявилося вельми показовим. Зображення «Хаббла» вказали на те, що в ранніх галактиках переважав дисковий компонент, а не центральна перемичка, яку ми звикли асоціювати зі спіральними і лінзоподібними галактиками. У той же час зображення ALMA показали, що поруч з центром цих галактик можуть перебувати масивні резервуари газу і пилу, усередині яких відбувається дуже активну звездообразование.

Щоб виключити можливість того, що подібне активну звездообразование могло бути викликано злиття галактик, дослідники також використовували для перевірки дані з Дуже великого телескопа Європейської Південної обсерваторії, розташованого в Паранальской обсерваторії в Чилі.

«Тут ми отримали переконливий доказ того, що щільні галактичні ядра можуть утворюватися без галактичних зіткнень. Вони можуть утворюватися завдяки дуже активному звездообразованию у самому серці галактики», — повідомляє Тадаки.

Результати цього дослідження можуть змусити астрономів переглянути нинішні моделі і теорії галактичної еволюції, а також деякі аспекти зразок тих, як у галактик з'являються перемички і спіральні рукави. Дослідження також може привести до перегляду космологічних моделей еволюції, не кажучи вже про історію нашої власної галактики.

Хто знає, можливо, це також змусить астрономів переглянути прогнози щодо того, що може статися, коли наша галактика Чумацький Шлях і Андромеда зіткнуться через кілька мільярдів років. Чим більше і глибше вчені дивляться в космос, тим більше він підносить сюрпризів. І кожен раз, коли відзначаються спостереження не співвідносяться з нашими очікуваннями, це змушує вчених переглядати прийняті гіпотези, що стосуються еволюції Всесвіту.