Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 19.11.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Останки галактик рассказали об их эволюции

Останки галактик рассказали об их эволюции
shortstoryf

Международная команда во главе с исследователями из швейцарского Федерального технологического института в Цюрихе с помощью спектрографа Multi-Object InfraRed Camera and Spectrograph (MOIRCS) на телескопе «Субару», наблюдала массивные и мёртвые галактики Вселенной в момент времени спустя 4 миллиарда лет после Большого Взрыва. Учёные обнаружили, что содержание звёзд в тех галактиках подобно тем массивным эллиптическим галактикам, которые мы наблюдаем в местном космическом пространстве сейчас. Кроме того, исследователям удалось идентифицировать прародителей этих мёртвых галактик, когда они формировали звёзды в ещё более ранней космической эпохе. В сумме всё проведённое исследование прослеживает формирование и развитие массивных галактик за 11 миллиардов лет существования Вселенной.

В местном пространстве массивные галактики, содержащие в себе более чем 100 миллиардов звёзд, являются в большинстве своём мёртвыми эллиптическими объектами. Это означает, что они не обладают хоть какими-то мало-мальскими признаками звёздного формирования. В настоящее время в астрофизике существует много нерешённых проблем, связанных с этими объектами. Среди них загадка о том, как долго продолжали рождаться звёзды в них до того, как прекратились любые процессы, а также вопрос о том, почему они сформировались именно в мёртвые эллиптические галактики, которые мы наблюдаем сегодня.

Для того чтобы разобраться с этими проблемами, исследовательская группа занялась изучением древних подписей звёзд, которые отпечатались в виде космических «окаменелостей» в спектрах мёртвых галактик. Именно эта информация содержит в себе ключи к пониманию возраста, металличности и вариации химических элементов. Так, местные массивные мёртвые галактики имеют возраст примерно в десять миллиардов лет и богаты тяжёлыми элементами. Кроме того, альфа-элементы, которые измеряют продолжительность формирования звёзд, распространены шире, чем железо, указывая на то, что эти галактики сформировали большое количество звёзд за очень короткий период. Команда исследователей постаралась исследовать содержание звёзд в галактиках в отдалённой Вселенной спустя всего 4 миллиарда лет после Большого Взрыва, чтобы изучить развитие самих галактик намного ближе к их эпохе формирования.

Галактики композитный спектр

Композитный спектр 24-х массивных мёртвых галактик, существовавших во Вселенной спустя 4 миллиарда лет после её появления. Эти спектры эквивалентны 200 часам наблюдений телескопа «Субару». Прямоугольники на графике указываются на спектральные функции, которые использовались, чтобы вычислить возраст, количество тяжёлых и альфа-элементов в звёздах этих галактик. Источник: ETH Zürich/NAOJ

В качестве инструмента использовался спектрограф MOIRCS, установленный на телескопе «Субару» и способные наблюдать одновременно несколько объектов. Благодаря этому удалось эффективно исследовать набор из 24 далёких слабых галактик. В результате был получен композитный спектр, и если бы этот спектрограф не был в работе, то для получения спектра сопоставимого качества потребовалось бы 200-часовой работы одного телескопа, подобного «Субару».

Анализ полученного спектра показывает, что при наблюдении за Вселенной возрастом в 4 миллиарда лет, видны галактики возрастом минимум 1 миллиард лет. Эти объекты содержат в себе примерно в 1.7 раза больше тяжёлых элементов, чем водорода, а концентрация их альфа-элементов в два раза выше по отношению к железу, чем нынешние значения Солнца. Вообще, это впервые, когда удалось исследовать наличие альфа-элементов в отдалённых неактивных галактиках, и это говорит о том, что продолжительность звёздного формирования в них была короче одного миллиарда лет. В сумме получается, что эти массивные объекты развились до нынешнего состояния за один раз без дальнейшего формирования новых звёзд.

Галактики космическая эволюция

Космическая эволюция галактик в зависимости от возраста (слева), распространения тяжёлых элементов (в середине), отношение альфа-элементов к железу (справа). Серые точки указывают на результаты предыдущих исследований. Жёлтая полоса на левом графике является предсказывающей развития этих объектов, если они в действительности сформировались 10-11 миллиардов лет назад (красное смещение 2.3) и в дальнейшем эволюционировали до наших дней без рождения новых звёзд (красное смещение равно нулю). Предсказание хорошо согласуется с наблюдаемой тенденцией. Источник: ETH Zürich/NAOJ)

Но на что были похожи эти галактики, когда они ещё могли формировать звёзды? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи изучили их прародителей, основываясь на спектральном анализе. Ясно, что предки этих галактик должны были активно рождать звёзды во Вселенной за один миллиард лет до наблюдаемой эпохи мёртвых галактик. И действительно, в спектральной информации были обнаружены массивные формирующие звёзды объекты в правильной эпохе и нужным темпом рождения новых звёзд. Согласно современным представлениям, если эти галактики продолжат создавать звёзды с тем же самым темпом, то они очень быстро станут сверхмассивными. Как раз из-за этого они прекратят свою активность. Это исследование устанавливает последовательную картину истории массивных галактик, возрастом более чем 11 миллиардов лет.

По информации Национальной астрономической обсерватории Японии.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google