Как ядра галактик блокируют рождение новых звезд

Массивные галактики в ранней Вселенной перестали рождать звезды всего через миллиард лет после своего образования. Ученые нашли объяснение этому феномену.

Млечный Путь рождает звезды медленно, но непрерывно, а ранние массивные галактики резко прекратили этот процесс — и ученые знают почему

Источник: NASA

Астрономические наблюдения показывают, что самые массивные галактики в ранней Вселенной сформировались примерно через 3−4 миллиарда лет после Большого взрыва и прекратили звездообразование на очень раннем этапе космической истории, примерно через 1 миллиард лет после своего образования. Это странное поведение озадачило специалистов. Для сравнения: наша галактика, Млечный Путь, так же стара, как и сама Вселенная, и здесь продолжается звездообразование, хотя и с низкой скоростью.

Исследование, проведенное в Институте астрономии, геофизики и атмосферных наук Университета Сан-Паулу в Бразилии в сотрудничестве с международными партнерами и опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, предлагает объяснение.

Телескоп «Джеймс Уэбб» и радиотелескопы ALMA нашли тысячи пылевых галактик. Эти данные помогли построить модель их эволюции

Источник: Midjourney

Ученые изучили две группы галактик: пылевые звездообразующие, где звезды рождаются со скоростью до 500 солнечных масс в год (для сравнения: в Млечном Пути — одна солнечная масса в год), и массивные спокойные — уже «неактивные». Тысячи пылевых звездообразующих галактик нашли с помощью радиотелескопов ALMA и телескопа «Джеймс Уэбб».

Исследователи построили модель эволюции галактик, когда Вселенной было 3−4 миллиарда лет. Выяснилось, что 86−96% массивных спокойных галактик когда‑то были активными пылевыми звездообразующими.

По версии ученых, причина в слиянии двух галактик примерно одинаковой массы. Это событие вызывало два процесса одновременно: мощный всплеск рождения звезд и быстрый рост сверхмассивной черной дыры в центре. Большое количество газа скапливалось в ядре, который шел и на создание звезд, и на «питание» черной дыры. В итоге холодный газ быстро расходовался, а энергия от активного ядра нагревала окружающий газ и мешала ему охлаждаться и возвращаться в галактику. Так поступление «сырья» для новых звезд блокировалось, и звездообразование останавливалось менее чем за миллиард лет.

Пока модель не идеальна: наблюдений за галактиками с субмиллиметровым излучением оказалось больше, чем прогнозировалось. Дальнейший прогресс зависит от новых данных и более точных моделей. Большую роль здесь может сыграть Гигантский телескоп Магеллана с 24,5‑метровым зеркалом — он даст изображения в 3−4 раза детальнее, чем телескоп «Джеймс Уэбб», и начнет работу к середине следующего десятилетия.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, как столкновения галактик изменили Млечный Путь 11 млрд лет назад.