Эти массивные потоки переносят материал в путешествие через и вокруг галактик, в которых формируются звезды, прежде чем он осядет и сформирует звезды. Автор: Даниэла Мата | Опубликовано: 17 января 2025 г. | Последнее обновление: 19 января 2025 г.
NGC 5486 — это галактика, в которой формируются звезды, которая находится примерно в 110 световых годах от нас. Кредит: ESA/Hubble & NASA, C. Kilpatrick
Звездообразующие галактики, включая нашу, богаты элементами — и секретами. Звезды рождаются быстрее всего в ранней истории таких галактик, но этот процесс не длится вечно с такой высокой скоростью. Скорость звездообразования (SFR) со временем замедляется.
Благодаря недавнему исследованию, опубликованному 27 декабря 2024 г. в The Astrophysical Journal Letters, теперь мы можем знать, почему SFR галактики снижается в течение миллиардов лет: массивные, похожие на конвейерные ленты потоки, путешествующие в свои родительские галактики и из них, образуют структуру, известную как окологалактическая среда.
Вглядываясь в туман
Группа исследователей под руководством Саманты Гарзы из Вашингтонского университета в Сиэтле проанализировала свет девяти далеких квазаров, видимых через окологалактическую среду 11 звездообразующих галактик, чтобы увидеть, как это повлияло на их свет. Для этого они использовали спектрограф Cosmic Origins на космическом телескопе Хаббл. Их наблюдения подтвердили, что эти регионы действуют как гигантские резервуары для их родной галактики, содержащие горячие газы, богатые кислородом и углеродом.
Наблюдая за квазарами, свет которых проходит через окологалактическую среду близлежащей галактики, астрономы могут получить информацию о промежуточном материале. Кредит: NASA/ESA/A. Field
В некоторых случаях команда обнаружила атомы углерода, перемещающиеся на расстояние до 400 000 световых лет за пределами своей галактики-хозяина. Для сравнения, яркий диск Млечного Пути имеет диаметр всего 100 000 световых лет.
«Тот же углерод в наших телах, скорее всего, провел значительное количество времени за пределами галактики», — заявила соавтор исследования Джессика Верк в пресс-релизе.
Садитесь в галактический экспресс
Гарза сравнила окологалактическую среду с большой железнодорожной станцией, где материал постоянно выталкивается и втягивается обратно. «Тяжелые элементы, которые производят звезды, выталкиваются из своей галактики-хозяина в окологалактическую среду посредством их взрывной смерти сверхновых, где [элементы] в конечном итоге могут быть втянуты обратно и продолжить цикл формирования звезд и планет», — объяснила она.
Предыдущее исследование, опубликованное в 2011 году в Science, подтвердили, что звездообразующие галактики окружены окологалактической средой, повсеместно заполненной ионизированным кислородом, в отличие от галактик с небольшим или отсутствующим звездообразованием, которые содержат значительно меньше ионизированного кислорода. И окологалактическая среда действует как гораздо лучший резервуар газа, чем сама галактика-хозяин.
Новое исследование продвинуло это исследование на шаг дальше. Авторы поняли, что окологалактическая среда содержит не только горячий газ, но и низкотемпературный материал, такой как атомы углерода. И эти токи способствуют процессу переработки звездообразующих галактик, образуя новые звезды из старых, собирая элементы и отправляя их в увлекательные поездки по галактике, пока гравитация не заставит их найти новый дом.
Отслеживание замедления
Благодаря лучшему пониманию этого процесса рециркуляции астрономы также смогут наконец понять, что заставляет галактики в конечном итоге замедляться и прекращать формирование новых звезд. Например, нарушение регулярных схем циркуляции окологалактической среды может быть причиной того, что в конечном итоге галактика лишится материала, необходимого для построения новых звезд и планет.
Необходимы дополнительные исследования для дальнейшего изучения и количественной оценки химических элементов, перемещающихся в окологалактическую среду и из нее, а также для определения различий в этих токах между галактиками, которые формируют и не формируют звезды. Но очевидно, что существует корреляция между SFR галактики и объемом резервуара окологалактической среды, окружающей ее.
Эти два исследования — наряду со многими другими — помогают нам прояснить нашу картину эволюции галактики и взглянуть на путь, который прошли материалы, из которых состоит Земля и ее обитатели, до того, как мы сюда попали.
Читайте также:
Проблемы освоения космоса