Ученые объяснили распухание галактик

Международная группа ученых изучила две отдаленные галактики и предложила новый механизм их образования. Их форма обусловлена активным формированием новых звезд в ядре, что заставляет галактики распухать и превращаться из дискообразных в эллиптические.

Об этом сообщает N+1 со ссылкой на статью в The Astrophysical Journal Letters.

Эллиптические галактики — галактики с четко выраженной эллипсоидной структурой. В отличие от спиральных галактик, звезды которых расположены по большей части в одной плоскости, у эллиптических галактик такого выделенного направления в пространстве нет. В своей работе авторы предлагают новый механизм образования эллиптических галактик.

Большинство наблюдений за галактиками производится на длине волны, соответствующей спектральной линии Бальмера Hα для водорода. Однако наблюдения за отдаленными галактиками с большим красным смещением зачастую сильно осложняются пылью, поглощающей видимое излучение.

Поэтому астрофизикам приходится использовать линию угарного газа, соответствующую переходу молекул CO из состояния с моментом J = 3 в состояние с J = 2 (частота около 346 гигагерц), излучаемую при коллапсе гравитирующих облаков молекулярного газа. Наблюдая за галактиками на этой линии, можно определить число таких облаков и оценить общую массу газа и его скорость.

Для наблюдений астрофизики выбрали две отдаленные галактики с красным смещением около 2,5, свет от этих галактик идет до Земли около 11 миллиардов лет. Такие галактики были выбраны из-за того, что в них, предположительно, должны активно формироваться звезды.

Чтобы уловить их тусклый свет, ученые воспользовались тремя телескопами. Сначала они провели предварительный анализ с помощью расположенного на Гавайях телескопа Субару и отобрали галактики с подходящим красным смещением. Затем ученые изучили их более пристально с помощью телескопа Хаббл и комплекса радиотелескопов ALMA.


Изучая интенсивность излучения, поступающего из различных частей галактик, ученые определили, где в них находится больше молекулярного газа и где образуется больше звезд. Также по смещению спектральной линии они оценили скорость движения вещества.

Оказалось, газ располагается компактно (в радиусе двух килопарсек) в центре галактик, к тому же он быстро вращается. Такая концентрация указывает на то, что ядра галактик находятся сейчас (точнее, 11 миллиардов лет назад) в процессе активного формирования, а сами галактики постепенно меняют форму с дискообразной на эллипсоидальную.

Астрофизики также проверили с помощью VLT, что галактики не испытывали никаких столкновений, то есть их раздутие обусловлено именно активным образованием звезд в центре.

Работа авторов показывает, что классический взгляд на формирование галактик может быть пересмотрен. Кроме того, астрофизики продемонстрировали, что комбинация методов наблюдения за спектральной линией CO и за излучением пыли может быть мощным инструментом исследования отдаленных галактик.