Предсказан новый тип галактик
Большинство маленьких галактик «мертвы» — там не появляются новые звезды. Теперь, благодаря компьютерному моделированию, ученые поняли, почему крошечной галактике так трудно омолодиться: рождению новых звезд препятствуют старые звезды, влияя на попадающий в галактику газ.
В ходе симуляций также было установлено, что со временем в «мертвых» галактиках все же могут снова рождаться звезды. Но для этого требуется много миллиардов лет.
Новые звезды рождаются из газа, и этот газ должен быть холодным и плотным, иначе процесс звездообразования не запустится. В маленьких галактик данные условия не создаются. Дело в том, что ультрафиолетовое излучение галактик делит межгалактические атомы водорода на протоны и электроны. Процесс, называемый реионизацией, позволяет потоку излучения проходить через пространство и нагревать газ внутри галактик. В маленьких галактиках очень мало газа, и он весь раскаляется в процессе ионизирующего излучения. «Реионизация убила звездообразование», — говорит астрофизик Мартин Рей из Обсерватории Лунда в Швеции. Все звезды в большинстве галактик с малой массой — древние.
Удивительно, но две карликовые галактики в созвездии Льва (Leo P — на фото, а также Leo T) производят звезды. Звездная масса Leo P составляет всего 560 000 солнечных масс (0,001% от массы Млечного Пути). У Leo Т звезд еще меньше. Обе галактики являются соседями Млечного Пути: Leo P находится на расстоянии 5 миллионов световых лет, а Leo T — на расстоянии всего 1,3 миллиона световых лет. Поэтому астрономы прекрасно видят, что в них происходит.
Чтобы объяснить, почему эти карликовые галактики до сих пор производят новые звезды, команда Рея провела компьютерное моделирование взаимодействия газа, звезд и темной материи в карликовых галактиках малой массы. Моделирование показало, что попадающий в карликовые галактики газ может оживить их, возродив процесс звездообразования. «Но мы считаем, что это занимает очень много времени», — говорит Рей.
Проблема в том, что старые звезды в карликовой галактике препятствуют рождению новых звезд, активизируя газ. В частности, взрывы белых карликов и ветры от крупных красных гигантов нагревают газ, препятствуя новой эре рождения звезд. Чтобы карликовые галактики начали обновляться, должно пройти 6-8 миллиардов лет, а это примерно половина возраста Вселенной.
«Полученные результаты очень правдоподобны», — говорит астрофизик Кристен МакКуинн из Университета Рутгерс (штат Нью-Джерси, США), которая изучала Leo Р ранее, но не участвовала в новом исследовании. Она отмечает, что включение в расчеты отрицательных эффектов собственных звезд галактики делает моделирование уникальным.
Рей и его коллеги обнаружили кое-что еще. «Вишенкой на торте стало то, что мы можем предсказать новый класс галактик», — говорит Рей. Моделирование показывает, что некоторые карликовые галактики малой массы уже получили необходимое для формирования новых звезд количество газа, но сам процесс звездообразования еще не запущен.
По словам Рея, конкретных примеров богатых газом карликовых галактик, в которых отсутствует звездообразование, не выявлено. Но в ходе предстоящих наблюдений астрономы обязательно их найдут. Помогут им в этом новые оптические телескопы, которые разглядят слабые старые звезды, а радиотелескопы должны обнаружить водородный газ в галактиках, который когда-нибудь превратится в новые звезды.