Странные галактики первых миллиардов лет жизни Вселенной
Откуда взялись огромные галактики, которые состарились и перестали рождать новые звезды еще в ранней Вселенной, спустя три миллиарда лет после Большого взрыва? Оказывается, они возникли от взрывообразного звездообразования, связанного с массовым столкновением галактик - и случилось это очень давно.
Стандартная астрономическая теория гласит, что Вселенная "выстраивалась" так: новорожденные галактики росли и увеличивались в размере, образуя новые звезды и сталкиваясь с соседними галактиками. Таким образом, крупнейшие современные галактики "строились" на протяжении всей истории Вселенной.
"Поэтому мы так удивились, обнаружив древние галактики, по размеру не уступающие крупнейшим современным спиральным и эллиптическим - гигантам ближайших участков Вселенной. Что еще более поразительно, звезды в этих ранних галактиках были "втиснуты" в очень небольшое пространство, так что размер галактик был в три раза меньше, чем у сходных по массе современных галактик, а плотность - в десять раз выше. А еще эти галактики уже были мертвы, т.е. не рождали новые звезды. Настоящая загадка!", - объясняет Суне Тофт (Sune Toft) из Центра темной космологии при Институте Нильса Бора (Копенгаген).
Эти массивные и сверхомпактные галактики не похожи на сплющенные спирали, где звезды и газ вращаются вокруг центра. Они скорее напоминают эллипсы, где звезды ходят туда-сюда, а запасы газа для звездообразования уже исчерпаны. Но как же галактики могли стать такими выжженными и компактными столь рано?
Чтобы раскрыть эту тайну, Суне Тофту пришлось заглянуть еще дальше в глубины времен. Скорее всего, крупные галактики возникли за счет слияния мелких, но этот процесс не объясняет, почему они так быстро набрали большую массу и рано "умерли". Наверное, это были галактики с экстремальными параметрами!
"Мы изучили, какие галактики существовали во Вселенной, когда ей было всего 1-2 миллиарда лет. Моя теория (что в формировании этих гигантских галактик участвовали объекты с очень странными свойствами) заставила меня остановиться на особенном классе галактик (SMG), где интенсивное звездообразование проходит под плотным пылевым покровом", - рассказывает Тофт.
Когда такие богатые газом галактики соединяются, весь газ идет в центр системы, где он запускает взрывообразный процесс образования новых звезд. Звезды зажигаются в центре галактики, и она становится очень компактной. При этом газ расходуется очень быстро (во взрывах), и совсем скоро галактика оказывается "бесплодной".
"Я открыл эволюционную связь между двумя наиболее экстремальными типами галактик во Вселенной: самыми далекими и "фонтанирующими" звездами, образованными вскоре после Большого взрыва - и сверхкомпактными мертвыми галактиками, которые мы наблюдаем спустя 1-2 миллиарда лет", - говорит Суне Тофт.
Исследование представлено в журнале The Astrophysical Journal.
По материалам пресс-релиза Института.
Артём Космарский nauka21vek.ru