Темний потік проливає нове світло на життя галактик

Міжнародна група вчених на чолі з астрофізиком Сіднейського університету виявила докази того, що галактика Андромеди є канібалом, який росте через колосальні періодичні бенкети. Дослідження, яке доступне на сервері підготовки до друку arXiv і буде опубліковано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, частково базується на несподіваних відкриттях двох студентів-відмінників.

«Кілька років тому ми виявили, що на далеких околицях Андромеди в об’єктах, що обертаються навколо неї, є ознаки того, що галактика не паслася, а з’їдала великі кількості протягом двох різних епох», — сказав провідний автор професор Герайнт Льюїс з Сіднейського університету.

«Цей новий результат дає більш чітку картину того, як наш локальний всесвіт об’єднався — він говорить нам, що принаймні в одній із великих галактик відбувалося спорадичне живлення малих галактик».

Результати дослідження ґрунтуються на відкритті структури зірок, відомих як кульові скупчення, в Андромеди, які виникли за межами галактики. Професор Льюїс назвав цю структуру Дюле, що походить від валлійської мови для чорного потоку. Структура Дюле являє собою залишки колосальної події живлення в «недавньому» минулому, темний потік, освітлений зоряними скупченнями, що обертаються на відміну від інших в Андромеди. Він надає докази того, що галактики ростуть, «поїдаючи» менші системи, і ці висновки суперечать більш спокійній картині галактичного зростання.

«Це потім призводить до наступного питання: ну, а що насправді було спожито? Тому що це не виглядає так, ніби це була лише одна річ, це виглядає так, ніби це була сукупність речей, які всі повільно розриваються», — сказав професор. Льюїс. «Протягом останніх кількох десятиліть ми зрозуміли, що галактики ростуть, поглинаючи менші системи — тому маленькі галактики потрапляють туди, їх з’їдають — це галактичний канібалізм».

Андромеда має ознаки двох великих подій живлення. Приблизні часові шкали вказують на те, що «останній» бенкет відбувся десь протягом останніх 5 мільярдів років, у той час, як давніша подача була ближче до 8–10 мільярдів років тому. Самому Всесвіту 13,8 мільярда років, тобто дві окремі події могли відбутися, коли матерія у Всесвіті була ближче та щільніше сконцентрована.

«Ми знаємо, що Всесвіт був без особливого під час свого народження під час Великого вибуху, а сьогодні він повний галактик. Чи були ці галактики народжені повністю сформованими, чи вони виросли?» – сказав професор Льюїс.

Астрофізики, такі як професор Льюїс, вивчають Андромеду, щоб краще зрозуміти, як розвивався наш Чумацький Шлях. Вигідна точка огляду з Землі ускладнює огляд нашої галактики, оскільки ми сидимо всередині неї, закриваючи спостереження, але відстань від Андромеди дає вченим перевагу «панорамного огляду». Незрозуміло, як сам Чумацький Шлях харчувався, але в Андромеди виникає картина з чітким підписом — великі бенкети та стрибки зростання. Враховуючи, що Чумацький Шлях є спіральною галактикою такого ж розміру, дослідження можуть намалювати картину того, що наша галактика зробила, щоб досягти свого величезного розміру.

Наступні кроки

«Нам хочеться знати, чи Чумацький Шлях діяв так само, чи інакше? Обидва вони мають цікаві наслідки для загальної картини формування галактик», — сказав професор Льюїс. «Ми хочемо на якомусь рівні придумати більш точний годинник, який би показував нам, коли відбулися ці події, тому що це одна річ, яку ми повинні включити в наші моделі розвитку галактик».

Він і його колеги проаналізували дані, що охоплюють швидкість і хімічний склад кульових скупчень, що утворюють структуру Дюле, забезпечуючи двовимірне уявлення. Наступним кроком є ​​розуміння відстаней, що дозволить дослідникам побудувати історію в трьох вимірах.

«Тоді це дозволить нам визначити орбіти, куди все йде, а потім ми зможемо почати повертати годинник назад і подивитися, чи зможемо ми отримати цю послідовну картину того, коли все впало», — сказав він. «Ми не можемо назвати це об’єктом на кшталт галактики, тому що ми насправді не знаємо, чи підпис, який ми бачимо, походить від одного великого об’єкта, що руйнує, чи від семи менших об’єктів, що руйнують. Ось чому ми називаємо це структурою, а не це окрема галактика».Ілюстрація із зображенням кульових скупчень структури Дюле, розкиданих по Андромеди. Авторство зображення: Герайнт Льюїс

Початкові результати щодо структури Дюле отримали два студенти-відмінники, які досліджували дані: Тім Адамс із Сіднейського університету та Юань Лі з Оклендського університету, які, на подив професора Льюїса, натрапили на докази залишків у спіралі галактики. .

«Ми отримали натяк, що щось відбувається з їх роботи з відзнакою», — сказав він. «Ви майже знаєте, що вийде в кінці, але коли вони приходять до вас і кажуть: «Я постійно отримую цей сигнал, і це трохи дивно», — тоді це стає дуже захоплюючим. «Це відкрило нові двері з точки зору нашого розуміння. Але, я думаю, що саме це нам говорить, я думаю, що нам ще потрібно це вирішити». Джерело