Вблизи Млечного Пути обнаружена галактика, в которой почти ничего не изменилось за последние десять миллиардов лет. Это настоящий подарок для астрономов, желающих изучить раннюю историю Вселенной. О достижении рассказано в научной статье, опубликованной в журнале Nature группой во главе с Мирейей Монтес (Mireia Montes) из Йельского университета.
Команда Монтес искала в данных Слоановского цифрового обзора так называемые реликтовые галактики. Поясним, что это такое.
Считается, что массивные галактики образуются в два этапа. Сначала протогалактическое облако сжимается под воздействием собственной гравитации. Это вызывает гигантский всплеск звездообразования. Это и есть первый, "взрывной" этап. Темпы образования новых звёзд при этом в тысячи раз выше, чем в Млечном Пути сегодня.
На втором этапе, который продолжается всю последующую жизнь галактики, она медленно собирает окружающий межгалактический газ и из этого материала лепит новые светила. Время от времени звездообразование оживляется, когда соседняя звёздная система подходит близко и своим притяжением вносит возмущения в облака межзвёздного газа. "Пополнение" ждёт галактику и в том случае, если она столкнётся с соседкой и поглотит её.
Однако может случиться и так, что "звёздному острову" не достанется ни окружающего газа, ни плоти поглощённых соседей, а собственные запасы газа быстро истощаются. И тогда образование новых светил идёт ни шатко ни валко, и после первого "взрывного" этапа в галактике почти ничего не меняется.
Такие звёздные системы интересны тем, что представляют собой "моментальный снимок" Вселенной, какой она была в юности. Разумеется, астрономам известно множество ранних галактик. Ведь понятно, что далёкие объекты мы видим такими, какими они были на момент испускания света. Кто смотрит вдаль, смотрит в прошлое.
Проблема, однако, в том, что "далёкие галактики такие далёкие". Они едва видны даже в мощные телескопы, и очень трудно рассмотреть их в подробностях. Поэтому астрономы нуждаются в том, чтобы прошлое было поближе.
Одну из таких возможностей предоставляют карликовые галактики вроде Магеллановых облаков. В маленькой звёздной системе плотность газа невелика, а значит, и звездообразование вялое. Поэтому, наблюдая за такими карликами, можно сделать интригующие выводы о ранней Вселенной.
Однако этот способ имеет свои ограничения. Например, карликовая галактика не может дать полного представления о том, что "в юные годы" происходит в более массивной звёздной системе. Именно поэтому астрономам так нужны большие реликтовые галактики.
Группа Монтес нашла в данных обзора 50, как говорят астрономы, "кандидатов". Эти звёздные системы, возможно, являются реликтовыми, но для окончательного вердикта нужны дополнительные наблюдения.
Отработав в этом исследовании технологию поиска, учёные обратились к данным "Хаббла". И здесь им попался уникальный экземпляр.
NGC 1277 находится в скоплении Персея на расстоянии 220 миллионов световых лет от Земли (по меркам галактик это ближайшие окрестности). Она была открыта ещё в XIX веке, но всю уникальность этой звёздной системы человечество смогло оценить лишь недавно.
В последние годы накапливались свидетельства, что звездообразование в NGC 1277 практически закончилось 8-10 миллиардов лет назад. Исследование Монтес и её коллег, похоже, ставит точку в этом вопросе. Можно утверждать, что галактика реликтовая, и её можно использовать как окно в раннюю Вселенную.
Исследователям помогли шаровые звёздные скопления, о которых "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали. Практически во всех галактиках они бывают двух видов: голубые и красные. Красные шаровые скопления возникли во время "взрывного" этапа формирования галактики. Голубые же – это трофеи космического каннибализма. Они принадлежали карликовым галактикам-спутникам и были поглощены вместе с ними.
Тщательно изучив NGC 1277, астрономы обнаружили, что там практически нет голубых шаровых скоплений, только красные.
"Я долго изучал шаровые скопления в галактиках, но такое я вижу впервые", – признаётся соавтор исследования Майкл Бисли (Michael Beasley) из Канарского института астрофизики.
Дело в том, что галактика движется через скопление Персея со скоростью более трёх миллионов километров в час. Она буквально проносится мимо своих соседей и просто не успевает захватить у них звёзды или межзвёздное вещество.
Межгалактический газ тоже не пополняет её запасов. NGC 1277 расположена вблизи центра скопления, и газ там слишком горячий. Его атомы движутся с большой скоростью и с лёгкостью преодолевают притяжение галактики.
Вот так и получилось, что в галактике замерло звездообразование. Есть ли ещё какое-то подтверждение этому сценарию? Да, есть. Центральная чёрная дыра в NGC 1277 слишком велика для галактики такого размера. Но можно взглянуть на это и по-другому: не центральный объект слишком большой, а галактика слишком маленькая. Чёрная дыра образуется на "взрывном" этапе формирования звёздной системы. Как уже говорилось, обычно за ним следует второй этап, когда галактика постепенно наращивает свою массу и вырастает до "стандартных" габаритов. Но в случае NGC 1277 этого не произошло.
Команда Монтес нашла в данных "Хаббла" ещё десять звёздных систем, которые можно в той или иной мере назвать реликтовыми. Но ни одна из них не впечатляет так, как NGC 1277.
Находка поможет астрономам ответить на многие волнующие вопросы. Например, специалистов давно интересует, какое количество тёмной материи присутствует в галактике на ранних этапах её формирования. Чтобы выяснить это, нужно дождаться запуска телескопа "Джеймс Уэбб", который позволит с высокой точностью следить за движением шаровых скоплений.
Напомним, что "Вести.Наука" ранее рассказывали о самой древней из известных галактик и древнейшем объекте в видимой Вселенной.
