Главная » Статьи » «Хаббл» отыскал близкий аналог древних массивных галактик

«Хаббл» отыскал близкий аналог древних массивных галактик

Сравнение количества красных и синих звезд, которые доминируют в шаровых скоплениях в галактиках NGC 1277 (слева) и NGC 1278 (справа).

NASA, ESA, and Z. Levay (STScI)

Астрономы при помощи космического телескопа «Хаббл» доказали, что далекая галактика NGC 1277 является старой, реликтовой галактикой, процессы звездообразования в которой завершились около десяти миллиардов лет назад. Это позволяет более подробно изучить эволюцию таких объектов и процессы, имевшие место в ранней Вселенной. Статья опубликована в журнале Nature, кратко об этом рассказывается на сайте телескопа «Хаббл».

Считается, что массивные галактики, наблюдаемые во Вселенной, могли образовываться в два этапа: первоначальный гравитационный коллапс огромного газового облака и мощный всплеск звездообразования в его центральной части, за которыми следует стадия приращения массы за счет поглощения более мелких галактик. В ранней Вселенной крупные галактики были более компактны, и если механизмы образования таких объектов имели стохастический характер, то должны существовать реликтовые галактики, сохранявшие свою форму и размеры в течение долгого времени. Такие объекты несут информацию о процессах формирования галактик во Вселенной.

Предполагается, что системы шаровых звездных скоплений внутри таких галактик образуются аналогичным образом. Первоначальный всплеск звездообразования создает скопления с высокой металличностью (спектрально-красные), тогда как более бедные металлами скопления (спектрально-синие) будут более молодыми и образуются на более поздних стадиях развития галактики, например во время поглощения более мелких галактик-спутников. Итоговое цветовое распределение звезд в скоплениях позволяет оценить темп звездообразования и возраст галактики. 

Группа астрономов во главе с Майклом Бизли (Michael Beasley) изучала при помощи космического телескопа «Хаббл» ближайший к нам достоверный объект-кандидат в реликтовые галактики — компактную линзовидную галактику NGC 1277. Она располагается в скоплении галактик в Персее, на расстоянии 240 миллионов световых лет от Земли, а ее масса оценивается в 1,2×1011 масс Солнца. Ученые предположили, что если NGC 1277 считать аналогом массивных, компактных, очень далеких (с большими значениями красного смещения) галактик, которые получили обозначение «красные самородки» (red nuggets), то у нее должно быть небольшое звездное гало и практически отсутствовать шаровые скопления с голубыми звездами.

Анализ данных наблюдений показал, что эта идея подтвердилась — в NGC 1277 почти полностью отсутствуют спектрально-синие шаровые скопления, в то время как у соседней галактики со сходной массой NGC 1278 их наблюдается достаточно много, а отсутствие звездного гало согласуется с профилем поверхностной яркости галактики. Размер реликтовой галактики равен одной четверти размера Млечного Пути, а плотность звезд в центральной области NGC 1277 в 2-3 раза выше, чем у обычных галактик, в пределах одного килопарсека. Получается, что после первоначального гравитационного коллапса галактика получила очень небольшой прирост массы за счет слияний, а звездная масса, обусловленная такой аккрецией, составляет около 10% от всей звездной массы галактики. Внешняя часть NGC 1277 не демонстрирует никаких свидетельств наличия приливных хвостов или потоков, что говорит об отсутствии взаимодействий с близлежащими галактиками и позволяет предположить, что галактика образовалась изначально как плотный и компактный объект и может считаться эквивалентом с низким красным смещением массивных, компактных галактик со значением красного смещения z=2.

Предполагается, что такой «консервации» галактики способствует ее высокая скорость движения в скоплении, из-за чего она не успевает слиться с другими галактиками, а также достаточно высокая температура межгалактического газа вблизи центра скопления, неблагоприятная для процессов звездообразования. Еще одной отличительной чертой этой галактики является наличие центральной черной дыры, которая более массивна, чем должна быть для объекта такого размера. Объясняется это сценарием одновременного роста черной дыры и звездного населения галактики, при котором вскоре скорость образования новых звезд сильно замедлилась из-за отсутствия притока вещества извне.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы нашли останки одного из древнейших звездных скоплений в центре Млечного пути, почему одна из древнейших галактик оказалась уникальна своей заурядностью и что представляет из себя самая древняя спиральная галактика из известных на сегодняшний день.

Александр Войтюк