Чумацький Шлях, можливо, колись більше нагадував рослину, ніж зоряний вир.
Вважається, що протягом свого незбагненно довгого життя спіральні галактики, такі як Чумацький Шлях, перетворюються на «лінзоподібні» галактики у формі сочевиці, а потім — на еліптичні краплі. Але аналіз сусідніх галактик показує, що наша галактика та інші, подібні до неї, колись були лінзоподібними , повідомляє астроном Алістер Грем у липневих щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства . Якщо це вірно, запропоноване Гремом оновлення еволюційної послідовності галактик перепише історію Чумацького Шляху.
Мозкові імпланти від депресії
Дізнайтеся про експериментальне лікування та людей, яким воно допомагає, у нашому інформаційному бюлетені з шести частин, Electricity Saved My Brain, який надходить щотижня, починаючи з моменту реєстрації.
«Лентикуляри завжди були свого роду покинутим пасинком морфології [галактики]», — каже астроном Крістофер Конселіс з Манчестерського університету в Англії, який не брав участі в дослідженні. Але ця стаття приділяє їм увагу, каже він, як головний аспект того, як змінюються галактики.
Свою назву лінзокуляри отримали через те, що весь їх зоряний ореол, якщо дивитися з краю, випинається в середині та стоншується до боків, подібно до сочевиці. Ці галактики демонструють незрозуміле поєднання властивостей, що робить їх передбачуване місце в середині послідовності еволюції галактик досить підозрілим.
«Ми деякий час знали, що це майже напевно неправильно», — каже Конселіс. Особливо загадковим є те, що лінзокуляри, незважаючи на їхні спіралеподібні диски, не мають багато газу, що заважає їм створювати нові зірки. У спіральних галактиках дійсно є багато газу для утворення зірок, і вчені не впевнені, чому його немає у лінзоподібних галактиках.
Ґрем з Технологічного університету Свінберна в Готорні, Австралія, знайшов нові ключі до цієї таємниці еволюції галактик, розглядаючи чорні діри.
У центрі більшості галактик є надмасивна чорна діра, і коли галактики зливаються, ці чорні діри також зливаються. Це робить масу чорної діри галактики свого роду записом її минулих зіткнень. Якщо галактика стала великою, поглинаючи своїх сусідів, а не всмоктуючи навколишній газ, її чорна діра має бути здоровенною порівняно з роєм зірок, які її оточують.
Використовуючи зображення з космічних телескопів Hubble і Spitzer, Грехем порівняв чорну діру та зоряні маси близько 100 сусідніх галактик. Для галактик однакової форми він побачив, що маса чорної діри та маса зірки пов’язані передбачуваним чином — за винятком лінзоподібних галактик.
Коли Ґрем уважніше придивився до лінзокулярів, він зрозумів, що насправді це дві різні групи, об’єднані разом: ті, у яких багато міжзоряного пилу, і ті, у яких його немає. Цей поділ, про який він раніше повідомляв у травневих щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства , міг бути поверхневою естетичною відмінністю. Але маси чорних дір галактик свідчать про інше.
Бідні та багаті пилом лінзоподібні галактики мають абсолютно різні співвідношення між масами чорних дір і масами зірок, що свідчить про різні історії та пояснює, очевидно, розсіяну поведінку лінзоподібних галактик. Запорошені галактики, як правило, мають більшу надмасивну чорну діру, ніж ті, що знаходяться як у спіралях, так і в бідних на пил лінзах. Лінтикуляри з бідним вмістом пилу зазвичай невеликі як за масою чорної діри, так і за масою зірки.
Це змусило Грема зробити висновок, що спіральні галактики фактично знаходяться між двома типами лінзоподібних, з точки зору еволюції. Його новий аналіз припускає, що бідні пилом лінзи перетворюються на спіралі після захоплення невеликих «галактик-супутників» та інших незначних злиттів — збільшуючи їх маси чорних дір — і захоплюючи прилеглий газ.
Він припускає, що коли спіралі стикаються з іншими суттєвими галактиками, вони стають насиченими пилом лінзами — і справді, додає він, кожна багата пилом лінза в його наборі даних раніше була визнана залишком злиття спіральних галактик. Тоді зіткнень між цими багатими пилом лінзами достатньо, щоб остаточно роз’їсти зоряні диски галактик і знищити їхній пил, утворюючи пухкі еліптичні галактики.
Чорні діри добре відстежують еволюцію галактик, каже Конселіс, але нова послідовність може бути суперечливою. Одна проблема, за його словами, полягає в тому, що лінзоподібні галактики в сусідньому Всесвіті зазвичай настільки легкі, що їм потрібно буде зливатися десятки або навіть сотні разів — набагато більше, ніж очікуване середнє значення близько трьох за 10 мільярдів років — щоб утворити велику спіраль. галактика.
Але все могло бути інакше в ранньому Всесвіті, додає він. Давно могли бути більш масивні лінзи. З’ясувати це можливо за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба, який може бачити неймовірно слабке інфрачервоне світло, що дозволяє вченим дивитися далі — і далі в минуле — ніж будь-коли раніше.
«Якби ви могли зазирнути у більш віддалений Всесвіт, ви потенційно могли б побачити деякі з цих галактик, коли вони вперше формуються або коли вони еволюціонують», — каже Конселіс. «Ми могли б дійсно перевірити цю ідею».