Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 20.08.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Звезды существенно влияют на эволюцию малых галактик

Звезды существенно влияют на эволюцию малых галактик
shortstoryf

В течение многих десятилетий астрофизики постоянно сталкивались с озадачивающим их противоречием  при многократном моделировании галактического ветра, т.е. движения огромных скоплений межзвездного газа, модели предсказывают, что большинство массы обычной материи сосредоточено в звездах в центрах галактик. Но в действительности масса этих звезд составляет менее десяти процентов всего видимого вещества во Вселенной. Новые исследования этого явления пытаются понять это несоответствие между моделями и действительностью. Действительно ли энергия, испускаемая отдельным звездами в галактиках, может существенно повлиять на общее распределение материи в космосе?

Кульминацией этих многолетних исследований, которыми занималась огромная многонациональная команда, является проект The Feedback in Realistic Environments (Обратная связь в реальных средах, FIRE). Он моделирует развитие галактик вскоре после Большого взрыва до сегодняшнего дня. И первый результат исследования реального поведения звезд в своих галактиках показал, что излучение звезд достаточно сильное для того, чтобы вытеснить большое количество вещества из галактики. Эта цифра как раз укладывается в недостающее количество материи, которое было предсказано в предыдущих математических вычислениях.

«В течение долгого времени ученые предполагали, что физические явления, которые они не могут объяснить в моделях, являются так называемой обратной связью от звезд. Когда звезды формируются, они должны оказать очень сильное влияние на галактику, в которой они находятся, посредством радиоактивного излучения, звездного ветра и взрывов в виде сверхновых. Ранее не было возможности непосредственно наблюдать за любым из этих процессов в пределах галактик, таким образом, первые модели были просто косвенной оценкой воздействия от этих эффектов», — Филип Хопкинс, доцент теоретической физики в Калифорнийском технологическом институте.

Теперь, добавляя данные от индивидуальных звезд в модели целых галактик, Хопкинс и его коллеги могут наблюдать фактически в реальном представлении эффекты воздействия звезд на межгалактический газ, как излучение от звезд продвигается по веществу. Теперь это применимо к любой галактики, которую можно подробно изучить и смоделировать. К тому же, с появлением новых и более совершенных компьютеров улучшается оптимизация математического кода, вследствие чего можно сосредоточить моделирование с повышенной точностью на определенных галактиках. Эта точность позволяет выбрать относительно небольшой участок неба, «всего» в несколько миллионов световых лет, например в котором предполагается появление новой галактики, и подробно его изучить. Этот способ еще хорош и тем, что моделировать зарождение целой вселенной и ждать формирования нужной галактики очень дорогое удовольствие. Вместо этого появилась возможность сконцентрироваться сразу на изучаемом объекте.

Симуляция галактики

Симуляция галактики по проекту FIRE, которая показывает распределение газа в ней. Сиреневый цвет в центре показывает холодный молекулярный газ, зеленый — теплый ионизированный газ, красный — горячий газ, составляющий галактическое гало. Источник: Philip Hopkins/Caltech

«Главное открытие заключается в том, что у нас появилась возможность объяснить, почему реальные галактики существенно легче, нежели если бы мы не учитывали в моделировании обнаруженное воздействие от звезд. Поэтому, если вы действительно хотите узнать истинное строение галактики, вам надо учитывать и процессы звездообразования в ней в своих математических моделях», продолжает Хопкинс.

Но если звезды выбрасывают больше количество вещества из галактик, куда же оно тогда перемещается? На этот вопрос ученые попытаются ответить, объединив их моделирование с новыми наблюдениями, которые поступят в ближайшее время.

«Похоже, что простые звезды и сверхновые, формируя эти галактические супер волны ветра, сдувают вещество в так называемую межгалактическую среду — пространство вокруг и между галактиками. Эта новость пришла очень вовремя, поскольку в ближайшее время мы получим много новых исследований межгалактической среды, в которых выявлены очень тяжелые частицы, улетевшие на несколько сотен тысяч световых лет от самой галактики. Как раз с помощью таких элементов и можно отследить выброшенное вещество галактики».

Не смотря на то, что проект FIRE может достаточно точно измерить эти явления для галактик размером от малых до средних, ученые не обладают еще всеми физическими условиями и не могут пока объяснить еще больший унос массы в очень больших галактиках, больше Млечного пути. Хопкинс с коллегами предполагает, что в таких галактиках какую-то часть вещества могла поглотить черная дыра в ядре. Следовательно, следующий шаг в моделировании — симуляция черной дыры, которая была полностью проигнорирована в текущем исследовании.

Таким образом, информация, полученная по проекту FIRE, показала, что воздействие от звезд может существенно изменить процесс роста и эволюции галактик. И это очень неожиданно.

По информации Калифорнийского технологического института.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

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