Новый взгляд на линзовидные галактики позволяет внести коррективы в теорию эволюции галактик.
Линзовидные галактики, подобные Messier 102, известной также как галактика "Веретено", могут дать новое представление о том, как галактики превращаются в различные формы.
Возможно, когда-то Млечный Путь был больше похож на бобовое растение, чем на звездный водоворот.
Обычно считается, что за время своей непостижимо долгой жизни спиральные галактики, подобные Млечному Пути, превращаются в "чечевицеобразные" галактики, а затем в эллиптические шары (SN: 4/23/18). Однако анализ близлежащих галактик позволяет предположить, что наша галактика и другие подобные ей когда-то были линзовидными, сообщает астроном Алистер Грэм в июльском Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Если это верно, то предложенное Грэмом обновление эволюционной последовательности галактик перепишет историю Млечного Пути.
"Лентикуляры всегда были как бы брошенным пасынком морфологии [галактик], - говорит астроном Кристофер Конселис из Манчестерского университета (Англия), не принимавший участия в исследовании. Но данная работа, по его словам, заставляет обратить внимание на то, что они являются одним из основных аспектов изменения галактик".
Линзовидные галактики получили свое название из-за того, что все их звездное гало, если смотреть на него с краю, выпукло в центре и утончается к бокам, подобно чечевице. Эти галактики обладают запутанным сочетанием свойств, что делает весьма подозрительным их предполагаемое место в центре последовательности эволюции галактик.
"Мы уже давно знаем, что это почти наверняка неверно, - говорит Конселис. Особенно озадачивает то, что линзовидные галактики, несмотря на спиралевидные диски, не имеют большого количества газа, что мешает им производить новые звезды. В спиральных галактиках есть много звездообразующего газа, и ученые не знают, почему в линзовидных галактиках его нет.
Грэм из Технологического университета Суинберна в Хоторне (Австралия) нашел новые ключи к разгадке этой тайны эволюции галактик, рассмотрев черные дыры.
Большинство галактик имеют в своем центре сверхмассивную черную дыру, и когда галактики сливаются, то сливаются и эти черные дыры. Таким образом, масса черной дыры галактики является своеобразной записью ее прошлых столкновений. Если галактика стала большой за счет поглощения своих соседей, а не за счет всасывания окружающего газа, то ее черная дыра должна быть огромной по сравнению с роем звезд, окружающих ее.
Используя изображения, полученные с помощью космических телескопов "Хаббл" и "Спитцер", Грэм сравнил массы черных дыр и звезд около 100 близлежащих галактик. Для галактик одинаковой формы он увидел, что масса черной дыры и звездная масса связаны предсказуемым образом - за исключением линзовидных галактик.
При ближайшем рассмотрении Грэхем понял, что линзовидные галактики представляют собой две разные группы, которые были объединены в одну: галактики с большим количеством межзвездной пыли и галактики без нее. Это разделение, о котором он ранее сообщил в майском Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, могло быть поверхностным эстетическим различием. Однако массы черных дыр в галактиках свидетельствуют об обратном.
*** Переведено с помощью www.DeepL.com/Translator (бесплатная версия) ***
В бедных и богатых пылью линзовидных галактиках наблюдаются совершенно разные соотношения между массами черных дыр и звездными массами, что позволяет предположить различную историю и объяснить кажущееся разрозненным поведение линзовидных галактик. Пылевые галактики, как правило, имеют более массивные сверхмассивные черные дыры, чем те, которые встречаются как в спиралях, так и в бедных пылью линзовидных галактиках. Бедные пылью линзовидные галактики обычно невелики как по массе черной дыры, так и по звездной массе.
Это позволило Грэму сделать вывод о том, что спиральные галактики в эволюционном плане занимают промежуточное положение между двумя типами линзовидных галактик. Новый анализ позволяет предположить, что бедные пылью линзовидные галактики становятся спиральными после захвата небольших "галактик-спутников" и других мелких слияний, в результате которых увеличивается масса их черных дыр, а также забирается близлежащий газ.
По его мнению, когда спирали сталкиваются с другими крупными галактиками, они превращаются в богатые пылью линзы - и действительно, добавляет он, каждая богатая пылью линза в его наборе данных ранее была признана остатком слияния спиральных галактик. Столкновений между этими богатыми пылью линзовидными галактиками достаточно, чтобы окончательно разрушить звездные диски галактик и уничтожить их пыль, в результате чего образуются шаровидные эллиптические галактики.
По словам Конселиса, черные дыры являются хорошим индикатором эволюции галактик, но новая последовательность может вызвать споры. Одна из проблем заключается в том, что линзовидные галактики в близлежащей Вселенной обычно настолько легковесны, что для образования большой спиральной галактики им необходимо слиться десятки или даже сотни раз - гораздо больше, чем ожидается в среднем около трех за 10 млрд. Лет.
Но в ранней Вселенной, добавляет он, все могло быть иначе. Давным-давно могли существовать более массивные линзовидные галактики. Выяснить это возможно с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, который способен видеть невероятно слабые инфракрасные лучи, что позволяет ученым заглянуть как никогда далеко - и дальше в прошлое (SN: 12/16/22).
"Если бы можно было заглянуть в более далекую Вселенную, то потенциально можно было бы увидеть некоторые из этих галактик, когда они только формируются или эволюционируют", - говорит Конселис. "Потенциально мы могли бы действительно проверить эту идею".
67.3к
