Астроном из Австралии разгадал загадку эволюции галактик

Почти сто лет для классификации галактик астрономы пользуются так называемой последовательностью Хаббла. Она не идеальна, но в целом отражает представления земной науки об основных формах галактических структур. Однако эта диаграмма не показывает главного — эволюционной связи между теми или иными формами галактик. Восполнить этот пробел поможет наблюдение австралийского учёного, который сообщил, что открыл основные фазы эволюционного развития галактик.

Пример слияния двух галактик. Источник изображения: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA

Согласно диаграмме Хаббла, галактики делятся на три большие категории: без спиралевидных рукавов, со спиралями и с перемычками. Отдельно можно выделить линзовидные галактики S0 с явной сферической центральной частью и диском из звёзд и вещества. Можно предположить, что эволюция и гравитация движут сферические галактики к линзовидным и, затем, к спиральным с перемычкой или без неё. Профессор Алистер Грэм (Alister Graham) из Swinburne Astronomy Online показал, что последовательность перехода из одной формы в другую может быть совершенно иной, о чём он подготовил статью для журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Последовательность Хаббла. Источник изображения: Википедия

В своём исследовании профессор Грэм проанализировал оптические изображения 100 близлежащих галактик, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», и инфракрасные изображения этих же галактик, полученные с помощью космического телескопа «Спитцер». Сравнивая их звёздную массу и массу центральной чёрной дыры, он обнаружил два типа линзовидных галактик — бедные пылью старые галактики и богатые пылью галактики — и у каждых из них свой эволюционный путь.

На основе сделанных наблюдений и, в частности, изучения сливающихся галактик (отдельный привет галактике Андромеда, которая находится на встречном курсе с Млечным Путём), учёный сделал вывод, что слияние двух спиральных галактик порождает богатые пылью линзовидные галактики. Это в некотором роде обратный отсчёт на последовательности Хаббла. Образованные таким способом богатые пылью линзовидные галактики имеют более крупные центральные области (сфероиды) и более крупные чёрные дыры в центре, чем спиральные галактики, из слияния которых они произошли.

Бедные пылью линзовидные галактики развиваются по-другому. Они медленно накапливают газ и вещество из окружающего пространства, и это может гравитационно возмущать их диск, вызывая образование спиральных рукавов и, подпитывая звёздообразование, в конечном итоге изменяет их структуру и форму (на изображении ниже это показано при переходе от жёлто-оранжевых кружков к голубым со спиралями).

Пути эволюции галактик согласно новому исследованию. Источник изображения: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Такой могла быть наша галактика миллиарды лет назад — бедным захолустным образованием без спиральной структуры, пока не вобрала в себя вещество и ряд карликовых галактик, и не стала отличным спиралевидным домом для Земли и не только. Но вот встреча с Андромедой через 4–6 млрд лет может пройти бурно, хотя учёные уверены, что мы объединимся с ней в целом без последствий для большинства звёздного населения каждой из этих галактик.

Дальнейшее слияние пылевых линзовидных галактик ведёт к потере ими дисков и превращение в галактику эллиптической формы, а не наоборот, как было принято считать. Эллиптическая галактика быстро потеряет холодные газ и пыль и превратится в сферическую.

«Выживает сильнейший, — сказал учёный, — что в конечном итоге означает господство сфероидов над дисками». И добавил: «Теперь астрономия имеет новую анатомическую последовательность и, наконец, эволюционную последовательность, в которой видно, что видообразование галактик происходит в результате неизбежного "бракосочетания" галактик, предписанного гравитацией».