Астрономы изучили образование гигантских галактик с низкой поверхностной яркостью
Гигантские галактики с низкой поверхностной яркостью (gLSBG) - это подмножество галактик, массы которых сопоставимы с массой Млечного Пути, но их радиусы в несколько раз больше
Сорок лет назад астрономы, используя новые чувствительные методы построения изображений, обнаружили класс больших и слабых галактик, которые они назвали галактиками с низкой поверхностной яркостью.
Гигантские галактики с низкой поверхностной яркостью (gLSBG) — это подмножество галактик, массы которых сопоставимы с массой Млечного Пути, но их радиусы в несколько раз больше, целых четыреста тысяч световых лет.
Эти gLSBG поднимают проблему для астрономов: несмотря на свою массивность, галактические диски относительно неактивны. Обычная парадигма формирования галактик большой массы предполагает, что они эволюционируют в результате слияния галактик — процесса, который приводит в движение диск и должен сделать его кинематически активным. Более того, большинство gLSBG обнаружены без каких-либо других галактик в их окрестностях, что позволяет предположить, что столкновения, вероятно, не были важны для их образования.
Вопрос о том, как формируются gLSBG, является предметом активных дискуссий. Были предложены две популярные модели.
В первом, некатастрофическом сценарии, медленная аккреция газа на галактику приводит к ее росту. В альтернативном, катастрофическом сценарии, событие слияния действительно произошло в прошлом; главное преимущество этой модели заключается в том, что она вписывается в нынешние рамки формирования галактик.
Астроном CfA Игорь Чилингарян и его коллеги завершили чувствительные оптические наблюдения семи gLSBG, сняв спектры по полному диаметру этих слабых гигантских систем и объединив их результаты с архивными оптическими и радиоизмерениями излучения атомарного водорода. Их новая статья — последняя из серии результатов по gLSBG.
Астрономы использовали большой набор данных для проверки этих двух сценариев; они также рассмотрели третий вариант, в котором галактики образуются внутри необычно мелкого гало темной материи и его гравитационного воздействия. (Считается, что все галактики имеют ореолы темной материи; гало Млечного Пути содержит в десять раз больше массы, чем присутствует в звездах.)
Они пришли к выводу, что все три сценария, похоже, работают, но в разных ситуациях. Для большей части их выборки наиболее вероятным процессом было образование путем постепенной аккреции после первоначального образования галактик.
Для остальных gLSBG сценарий крупного слияния лучше объяснил наблюдения, хотя в некоторых случаях они обнаружили, что разреженный ореол темной материи также может играть роль.
Ученые также обнаружили, что по крайней мере шесть из их семи галактик с низкой поверхностной яркостью содержат активные галактические ядра (AGN), однако их сверхмассивные ядра черных дыр намного менее массивны, чем ядра в обычных галактиках аналогичной массы, что подразумевает слияния, даже если они участвовали в формировании gLSBG, были сравнительно скромными.