«Хаббл» помог понять причину малочисленности карликовых галактик

Карликовых галактик, по всем имеющимся моделям, должно быть тысячи на одну крупную. И всё же их почти нет. Имеющиеся часто демонстрируют отсутствие каких-либо изменений за последние 13 млрд лет. Почему?

Карликовых галактик, по всем имеющимся моделям, должно быть тысячи на одну крупную. И всё же их почти нет (жалкие десятки). Имеющиеся часто демонстрируют отсутствие каких-либо изменений за последние 13 млрд лет. Почему?

Международная группа астрономов использовала телескоп космического базирования «Хаббл» для детального исследования таких галактик.

Особенно внимательному рассмотрению подверглись «карлики» в созвездии Геркулеса, Лев-IV и галактика в Большой Медведице. Все они, как выяснилось, начали формирование 13 млрд лет назад. Однако затем процесс звездообразования в них был резко прерван: новых звёзд там почти нет.

Вокруг Млечного Пути всего несколько дюжин карликовых галактик, и многие их них по количеству звёзд беднее шаровых скоплений. (Здесь и ниже иллюстрации NASA, ESA, T. Brown.)
Вокруг Млечного Пути всего несколько дюжин карликовых галактик, и многие их них по количеству звёзд беднее шаровых скоплений. (Здесь и ниже иллюстрации NASA, ESA, T. Brown.)

Возраст Messier 92, самого возрастного шарового скопления в Млечном Пути, равен тем же 13 млрд лет, то есть исследованные карликовые галактики оказались среди самых старых астрономических явлений, известных в наших окрестностях. Группа американских астрономов, проводивших исследование, даже заговорила об эффекте гильотины: с определённого момента изменения в них как будто отрезало. Основной причиной этого, по их мнению, является реионизация.

Напомним, 12,7 млрд лет назад началось образование первых очень массивных и очень ярких (хотя и короткоживущих) звёзд популяции III. Они столь сильно светились, что их излучение, на пару с квазарами, начало отталкивать от районов звездообразования межзвёздный газ и тормозить дальнейшее формирование новых светил. Тогда свет ранних массивных звёзд ионизировал холодный межзвёздный водород, сделав его захват новыми протозвёздами чрезвычайно трудным. Но это было ещё не все: после завершения реионизации водорода процесс продолжился, только для гелия. Чтобы ионизировать гелий, требовалось более энергетически насыщенное излучение, в роли которого выступил ультрафиолет, в том числе от квазаров, довольно многочисленных в эпоху частого столкновения галактик.

Полностью реионизация завершилась лишь через миллиард лет, и всё это время звездообразование находилось под угрозой. Как выяснилось из наблюдений, похоже, что карликовые галактики просто не накопили нужную массу, чтобы удержать достаточное количество межзвёздного газа при водородной и гелиевой реионизации, и потери газа оказались для них невосполнимыми.

Вверху выделены точки концентрации тёмной материи в гало нашей Галактики, в центре  — наибольшие карликовые галактики, где звездообразование смогло продолжится, внизу показаны те из них, где звездообразование после реионизации так и не возобновилось.
Вверху выделены точки концентрации тёмной материи в гало нашей Галактики, в центре — наибольшие карликовые галактики, где звездообразование смогло продолжится, внизу показаны те из них, где звездообразование после реионизации так и не возобновилось.

По мнению астрономов, массу они не успели накопить потому, что формироваться начали всего за 100 млн лет до реионизации, то есть главной причиной их остановки в развитии стал малый возраст. А отсюда и «эффект св. Матфея»: кто много имеет, тому ещё даётся, малоимущие же не приобретают ничего. Большие галактики вроде двух предшественников Млечного Пути (позже столкнувшихся) не могли потерять газ, ибо притяжение их титанической массы уже было существенным.

Необычным выводом, попутно возникшим у исследователей, стало то, что тёмная материя в карликовых галактиках должна доминировать. Ультрафиолет реионизации не задел её — на то она и тёмная. Значит, её там должно быть от десяти до ста раз больше, чем обычной.

Соответствующая работа опубликована 1 июля в издании Astrophysical Journal Letters.

Подготовлено по материалам Spacetelescope.Org.

14 Октября 2012, 19:31    den    5602    1

Комментарии (1):

Astrofed  •  30 Ноября 2012, 15:50

Осталось дело за малым: всего-то выяснить природу темной материи, научиться ее регистрировать, отнаблюдать и сопоставить с предположением о том, что "в карликовых галактиках должна доминировать" :-)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.