Галактический ветер объясняет мертвые галактики в ранней Вселенной

Группа астрономов под руководством Ребекки Дэвис из Технологического университета Суинберна в Мельбурне обнаружила, что мощные галактические ветры, вызванные столкновениями галактик и вспышками звездообразования, могут быстро лишать галактики газа — топлива для рождения звезд. Это исследование, опубликованное в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, объясняет, почему в ранней Вселенной наблюдается так много массивных «мертвых» галактик, которые перестали расти гораздо раньше, чем предсказывали теории.

После того как космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) впервые предоставил четкие изображения ранней Вселенной, астрофизики столкнулись с загадкой: там оказалось слишком много крупных галактик, которые уже не образуют новых звезд. Это противоречило стандартным моделям эволюции, согласно которым галактики должны были бы «жить» дольше. Среди предложенных объяснений была даже гипотеза, что темная энергия в ту эпоху была намного «сильнее», ускоряя рост и гибель галактик. Однако новое исследование предлагает гораздо более простое и естественное объяснение.

Команда ученых из университета Суинберна объединила данные JWST и радиотелескопа ALMA, чтобы изучить галактику под названием CRISTAL-02. Она существовала всего через миллиард лет после Большого взрыва, в период активного «строительства» космических структур.

Эта галактика оказалась не одинокой: на самом деле это система из нескольких сталкивающихся галактик, находящихся на заключительных стадиях слияния. Такие космические столкновения сжимают газ и направляют его к центрам, вызывая бурное рождение звезд. В CRISTAL-02 звезды формируются вдвое быстрее, чем в других галактиках аналогичного размера.

Однако именно здесь исследователей ждал ключ к разгадке. Сверхчувствительные наблюдения выявили огромный холодный шлейф газа, уходящий далеко за пределы галактики. Протяженность этого шлейфа почти равна размеру самой CRISTAL-02 — явный признак того, что газ не просто «вытекает», а активно выдувается наружу. Причина этого так называемый галактический ветер. Когда самые массивные и яркие звезды быстро сгорают, они взрываются как сверхновые. Эти взрывы коллективно создают мощный ветер, который буквально сдувает межзвездный газ, то самое топливо, из которого рождаются новые солнца.

Исследователи подсчитали, что этот ветер выбрасывает вещество из галактики в два раза быстрее, чем CRISTAL-02 успевает расходовать газ на формирование звезд. Если такой темп потерь сохранится, галактика полностью исчерпает свои «запасы» менее чем через 50 миллионов лет. Для космологических масштабов это совсем немного, после чего галактика превращается в массивную «мертвую» систему, где звездообразование больше не возобновляется.

Особенно важно, что этот процесс не является редкой случайностью. Почти половина всех массивных галактик в ранней Вселенной проявляет признаки взаимодействия с соседями. Это говорит о том, что космические столкновения и вызванные ими вспышки звездообразования были обычным делом. А значит, и последующий «звездный ветер», убивающий галактику, тоже широко распространенное явление.

Таким образом, новая работа предлагает прямое наблюдательное доказательство того, что массивные «мертвые» галактики в ранней Вселенной погибают из-за собственного бурного прошлого: столкновения запускают быстрое звездообразование, а взрывы родившихся звезд выдувают остатки газа, оставляя галактику без топлива. Это простое и изящное решение одной из главных загадок современной астрофизики, не требующее привлечения экзотических свойств темной энергии.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях