Угасание галактик
В Млечном Пути скорость образования звезд составляет около одной солнечной массы в год. Около 10 миллиардов лет назад она составляла десять солнечных масс в год. Что произошло?
Звезды рождаются в гигантских молекулярных облаках (GMCs), и астрономы считают, что окружающая среда в галактиках влияет на эти облака и их способность порождать новые звезды. Иногда окружающая среда настолько экстремальна, что целые галактики перестают образовывать новые звезды. Астрономы называют это угасание галактик и хотят узнать, чем оно вызвано.
Угасание галактик — одна из давних загадок астрофизики. Астрономы и астрофизики подробно изучили это явление и придумали различные возможные объяснения.
Одна из идей называется обратной связью с черными дырами. Согласно этому сценарию, когда сверхмассивная черная дыра в галактическом центре втягивает в себя вещество, она выбрасывает энергию обратно в галактику. Эта энергетическая обратная связь нарушает газоснабжение галактики. Газ из гало больше не поступает в галактику, чтобы подпитывать звездо-образование.
Другие исследователи указывают на слияние и преследование галактик в качестве виновника. Некоторые сосредоточились на том, как долго длится процесс гашения. Некоторые нашли доказательства того, что это происходит всего за 100 миллионов лет. Другие считают, что на это могут уйти миллиарды лет. Существует множество вопросов о процессе галактического гашения.
Новое исследование поможет астрофизикам разобраться в этом вопросе. Оно называется “VERTICO: The Virgo Environment Traced In CO Survey” прослеженная в исследовании CO и доступно на сервере arxiv.org.
Это исследование отличается от других. Вместо того чтобы сосредоточиться на отдельных галактиках, испытывающих затухание, оно рассматривает скопления галактик. Скопления галактик могут быть очень экстремальной средой, и они являются предметом изучения в астрофизике.
VERTICO прослеживается в исследовании угарного газа. Он использовал ALMA для составления карты звездо-образующего молекулярного газа в 51 отдельной галактике в скоплении Девы. Скопление Девы является нашим ближайшим соседним скоплением галактик и содержит около двух тысяч галактик.
“Что VERTICO показывает лучше, чем когда-либо прежде, так это то, какие физические процессы влияют на молекулярный газ и как они диктуют жизнь и смерть галактики”, — сказал руководитель VERTICO Тоби Браун в пресс-релизе.
Скопление Девы
Скопление Девы огромно, и оно также близко к нам. Это делает его естественной целью для такого исследования, как VERTICO. “VERTICO — идеальный ресурс для изучения судьбы молекулярного газа в кластерных галактиках и физики процессов, обусловленных окружающей средой, которые возмущают цикл звездо-образования — пишут авторы в своей статье.
Скопление Девы необычно тем, что в нем есть относительно большая популяция галактик, которые все еще формируют звезды — говорит Кристин Уилсон, заслуженный профессор Университета и главный исследователь проекта VERTICO. Во многих скоплениях галактик во Вселенной преобладают красные галактики с небольшим количеством газа и звездо-образования.
Это высокое разрешение выявило дикую и безумную популяцию газовых резервуаров в 51 изученной галактике. Окружающая среда настолько экстремальна, что может гасить звездо-образование в галактиках, находящихся в скоплении.
Скопление Девы — это самая экстремальная область местной Вселенной, наполненная плазмой с температурой в миллион градусов, экстремальными скоростями галактик, бурными взаимодействиями между галактиками и их окружением, галактическим пенсионером и, соответственно, кладбищем галактик — сказал Браун.
Браун объяснил, что все эти факторы приводят к газовому голоданию, в результате которого галактики лишаются газа, необходимого для образования новых звезд.
Отрыв газа — это один из самых впечатляющих и жестоких внешних механизмов, который может остановить звездообразование в галактиках — сказал Браун. Отрыв газа происходит, когда галактики движутся настолько быстро через горячую плазму в скоплении, что огромное количество холодного молекулярного газа выметается из галактики, как будто газ выметается огромной космической метлой. Изысканное качество наблюдений VERTICO позволяет нам лучше увидеть и понять такие механизмы.
VERTICO сам по себе не является ответом на вопрос о галактическом тушении. Вместо этого он представляет собой набор данных высокого разрешения для изучения. Наша цель в этой работе — дать обзор и подчеркнуть его потенциал как ресурс для выявления роли окружающей среды в эволюции галактик. С этой целью VERTICO будет использоваться для изучения судьбы молекулярного газа в кластерных галактиках и физики процессов, обусловленных окружающей средой, которые возмущают цикл звездообразования — пишут авторы.
В этом смысле он похож на другие исследования, такие как GAIA и SLOAN Digital Sky Survey (SDSS). Например, GAIA создала точную трехмерную карту Млечного Пути, каталогизировав более одного миллиарда объектов, а SDSS создал самую подробную карту Вселенной, содержащую спектры более трех миллионов объектов.
Создатели VERTICO надеются, что их работа сможет внести такой же вклад, какой внесли такие исследования, как GAIA и SDSS. “Мы надеемся, что VERTICO продвинет наше понимание и станет ценным ресурсом, который будет служить сообществу еще долгие годы”, — пишут они.
На протяжении многих лет возникало много вопросов о том, влияет ли и как среда скопления на молекулярный газ в галактиках, и как именно эта среда может способствовать их гибели. Нам еще есть над чем работать, но я уверен, что VERTICO позволит нам ответить на эти вопросы раз и навсегда — сказал главный исследователь Уилсон.
