Продление жизни галактики на миллиарды лет

Некоторые галактики, такие как Млечный Путь и Андромеда, обладают относительно медленным и размеренным темпом рождения звезд, каждый год в них зажигается одно новое светило. Другие галактики ежегодно создают 100 или даже 1000 звезд. Однако этот яростный темп нельзя поддерживать бесконечно. Периодически звездные дома выталкивают огромные запасы газа в обширные ореолы, откуда он постепенно возвращается в галактику, вызывая очередные всплески звездообразования.

Однако пока астрономы не могли непосредственно наблюдать эти мощные оттоки в самой ранней эпохе Вселенной, в которой подобные механизмы регулировали скорость рождения новых звезд и, как следствие, темпы роста самих галактик.

Новые наблюдения с ALMA впервые показали мощный галактический молекулярный «ветер» в галактике SPT2319-55, удаленной от Земли на 12 миллиардов световых лет. Результаты дают представление о самостоятельном регулировании роста определенными галактиками, позволившем растянуть период звездообразования на миллиарды лет.

«Галактики словно неугомонные звери, и мы думаем, что оттоки и ветры являются критическими факторами в их формировании и развитии», – говорит Джастин Спилкер, астроном из Техасского университета в Остине (США) и ведущий автор статьи, представленной в журнале Science.

Ранее астрономы фиксировали ветры в близлежащих галактиках сходных размеров, но отток в SPT2319-55 является самым отдаленным, когда-либо наблюдавшимся в ранней Вселенной. ALMA удалось рассмотреть галактику на таком огромном расстоянии с помощью гравитационной линзы, созданной другой галактикой, которая расположена по прямой между Землей и SPT2319-55. Астрономы используют специализированные компьютерные программы для «раскручивания» эффектов гравитационного линзирования, позволяющие восстановить точное изображение удаленного объекта.

Описанный подход выявил мощный «ветер» звездообразующего газа, выходящего из галактики со скоростью почти 800 километров в секунду. Отток был обнаружен сигналом миллиметровой длины волны молекулы гидроксила (ОН), которая проявилась как линия поглощения: по существу, это тень отпечатка ОН в ярком инфракрасном свете галактики.

По мере формирования новых, погруженных в пылевые облака звезд их окружение нагревается и ярко светится в инфракрасном диапазоне. Но галактика также производит ветры, некоторые из которых дуют в нашу сторону. Когда луч инфракрасного света проходит сквозь поток, молекулы ОН в нем поглощают часть излучения с определенной длиной волны, что и зафиксировал ALMA. Обнаруженная сигнатура поглощения позволяет оценить скорость ветра и получить общее представление о количестве материала в оттоке.

Исследователи отмечают, что молекулярные ветры являются эффективным способом для галактик самостоятельно регулировать свой рост. Вероятно, эти оттоки вызваны либо совокупным эффектом взрывов сверхновых, либо мощным высвобождением энергии, когда часть газа в галактике падает на сверхмассивную черную дыру в ее центре.

Результаты наблюдений древней SPT2319-55 мотивируют ученых к продолжению поисков, которые позволят определить, насколько распространены молекулярные оттоки в галактиках ранней Вселенной.

Источник: in-space.ru