Среда, 21 февраля, 2024
ДомойКосмосГалактические тайны разгаданы: карликовые галактики оказались неожиданными источниками звездообразования

Галактические тайны разгаданы: карликовые галактики оказались неожиданными источниками звездообразования

- Advertisement -

Астроном из Мичиганского университета Салли Оуи изучила область звездообразования в родительской галактике NGC 2366, которая является типичной карликовой неправильной галактикой. Авторы и права: Обсерватория Калар-Альто, Дж. ван Эймерен (AIRUB, ATNF) и А.Р. Лопес-Санчес

Если вы посмотрите на огромные галактики, наполненные бесчисленными звездами, легко предположить, что это звездные фабрики, производящие блестящие газовые шары. Однако это менее развитые карликовые галактики. Карликовые галактики имеют более крупные области звездных фабрик с более высокими темпами звездообразования.

Недавние открытия исследователей из Мичиганского университета пролили свет на это явление: карликовые галактики испытывают задержку примерно в 10 миллионов лет, прежде чем они вытеснят газ, закупоривающий их пространство. Эта задержка позволяет областям звездообразования в этих галактиках дольше сохранять газ и пыль, способствуя образованию и развитию большего количества звезд.

Карликовые галактики: колыбель звездообразования

В этих относительно нетронутых карликовых галактиках массивные звезды — звезды примерно в 20–200 раз массивнее нашего Солнца — коллапсируют в черные дыры, а не взрываются как сверхновые. Но в более развитых и загрязненных галактиках, таких как наша Млечный Путь, они с большей вероятностью взорвутся, тем самым создав коллективный суперветер. Газ и пыль выбрасываются из галактики, и звездообразование быстро прекращается.

Вырезка Mrk 71-A с космического телескопа Хаббл, это область, демонстрирующая сильное радиационное охлаждение (и, следовательно, отсутствие суперветра). Авторы и права: Обсерватория Калар-Альто, Дж. ван Эймерен (AIRUB, ATNF) и А.Р. Лопес-Санчес

Их выводы опубликованы в журнале Астрофизический журнал.

«Когда звезды становятся сверхновыми, они загрязняют окружающую среду, производя и выделяя металлы», — сказала Мишель Джекмен, первый автор исследования и студент-исследователь. «Мы утверждаем, что при низкой металличности — относительно незагрязненной среде галактики — происходит задержка начала сильных суперветров на 10 миллионов лет, что, в свою очередь, приводит к более быстрому звездообразованию».

Камертон Хаббла и классификация галактик

Исследователи УМ указывают на так называемый камертон Хаббла — диаграмму, которая показывает, как астроном Эдвин Хаббл классифицировал галактики. В ручке камертона находятся крупнейшие галактики. Огромные, круглые и полные звезд, эти галактики уже превратили весь свой газ в звезды. На зубцах камертона расположены спиральные галактики, в компактных рукавах которых есть газ и области звездообразования. На конце зубцов камертона находятся наименее развитые и самые маленькие галактики.

«Но в этих карликовых галактиках есть как раз такие действительно мондо-области звездообразования», — сказала астроном УМ Салли Оуи, старший автор исследования. «Были некоторые предположения, почему это так, но открытие Мишель предлагает очень хорошее объяснение: у этих галактик есть проблемы с остановкой звездообразования, потому что они не выбрасывают свой газ».

Кроме того, этот 10-миллионный период затишья дает астрономам возможность рассмотреть сценарии, подобные космическому рассвету, периоду времени сразу после Большой взрыв— сказал Йекмен. В нетронутых карликовых галактиках газ скапливается и образует щели, через которые может выходить излучение. Это ранее известное явление называется моделью «частока», при которой УФ-излучение выходит между планками забора. Задержка объясняет, почему газ успел слипнуться.

Космический рассвет и ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение важно, поскольку оно ионизирует водород — процесс, который также произошел сразу после Большого взрыва, в результате чего Вселенная из непрозрачной стала прозрачной.

«И поэтому смотреть на карликовые галактики с низкой металличностью и большим количеством ультрафиолетового излучения в чем-то похоже на то, чтобы взглянуть на космический рассвет», — сказал Йекмен. «Понимание времени вблизи Большого взрыва очень интересно. Это основа наших знаний. Это произошло так давно — это настолько увлекательно, что мы можем наблюдать подобные ситуации в галактиках, существующих сегодня».

Наблюдательные данные

Второе исследование, опубликованное в журнале Письма в астрофизическом журнале и под предводительством Оуи использовали Космический телескоп Хаббл чтобы посмотреть на Mrk 71, регион в соседней карликовой галактике, находящийся примерно в 10 миллионах световых лет от нас. В Mrk 71 команда нашла наблюдательные доказательства сценария Йецмена. Используя новую технику с космическим телескопом «Хаббл», команда применила набор фильтров, который улавливает свет трижды ионизированного углерода.

По словам Оуи, в более развитых галактиках с большим количеством взрывов сверхновых эти взрывы нагревают газ в звездном скоплении до очень высоких температур — до миллионов градусов Кельвина. По мере расширения этот горячий суперветер выбрасывает остаток газа из звездных скоплений. Но в средах с низкой металличностью, таких как Mrk 71, где звезды не взрываются, энергия внутри региона излучается. У него нет возможности сформировать суперветер.

Фильтры команды уловили рассеянное свечение ионизированного углерода по всему Мрк 71, демонстрируя, что энергия излучается. Следовательно, не существует горячего суперветра, вместо этого плотный газ остается во всей окружающей среде.

Ой и Йекмен говорят, что их работа имеет множество последствий.

«Наши результаты также могут быть важны для объяснения свойств галактик, которые наблюдаются на космическом рассвете. Космический телескоп Джеймса Уэбба прямо сейчас», — сказал Ой. «Я думаю, что мы все еще находимся в процессе понимания последствий».

Ссылки: «Задержанная механическая обратная связь массивной звезды при низкой металличности», Мишель К. Йекмен и М.С. Оуи, 21 ноября 2023 г., Астрофизический журнал.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad0460

«Небулярная C iv λ1550. Изображение звездообразования Mrk 71 с низким содержанием металлов: прямое свидетельство катастрофического охлаждения», авторы М.С. Ой, Амит Н. Савант, Ашкбиз Данехкар, Сергей Силич, Линда Дж. Смит, Йенс Мелиндер, Клаус Лейтерер, Мэтью Хейс, Энн Э. Джаскот, Даниэла Кальцетти, Ю-Хуа Чу, Бетан Л. Джеймс и Йоран Остлин, 21 ноября 2023 г., Письма из астрофизического журнала.
DOI: 10.3847/2041-8213/ad07dd

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме