У Всесвіту немає інструкції — але якби вона була, доцент Університету Міссурі Чарльз Стайнхардт підозрює, що в ній бракує кількох сторінок. Або Всесвіт від початку діяв за іншими правилами, або людство просто неправильно читає сценарій.
Традиційно астрономи поділяють галактики на дві категорії: сині, які є молодими та активно формують зірки, та червоні, які старші й вже припинили зоретворення. Але Стайнхардт кидає виклик цьому поділу, запропонувавши третю категорію — червоні зоретворюючі галактики. Вони не вписуються чітко у звичні рамки — вони десь посередині.
«Червоні зоретворюючі галактики головно утворюють маломасивні зірки, через що виглядають червоними, попри те, що зорі там все ще народжуються», — пояснює він. «Ця теорія виникла як відповідь на суперечності у традиційно спостережуваних співвідношеннях мас чорних дір і зірок, а також на відмінності у початкових функціях мас в синіх і червоних галактиках — проблеми, які не можна пояснити лише старінням або злиттям галактик. Але ми також дізналися, що більшість зірок, які ми бачимо сьогодні, могли формуватися за умов, відмінних від тих, що ми вважали раніше.»
Дослідження Стайнхардта, опубліковане в The Astrophysical Journal, припускає, що червоні зоретворюючі галактики могли відігравати набагато важливішу роль в історії Всесвіту. Це може змінити наше розуміння того, як еволюціонують галактики, які процеси їх формують, і як ми вимірюємо темпи зоретворення впродовж історії Всесвіту.
«Існування таких галактик може означати, що Всесвіт сформував значно більше зірок, ніж ми думали», — каже він. «Це підтверджує ідею, що життєвий цикл галактик складніший, ніж просто поступовий перехід від синіх до червоних і “мертвих”.»
Новий погляд на постзоревибухові галактики
Зазвичай вважається, що галактики еволюціонують або шляхом поступового старіння, або шляхом злиття, під час якого відбувається спалах утворення нових зірок. Саме тому астрономів довгий час бентежили постзоревибухові галактики, які раптово припиняють утворення зірок після короткого періоду інтенсивної зоряної активності.
Згідно з поширеною теорією, такі галактики виникають після зіткнення двох галактик, коли відбувається сплеск зоретворення, що швидко згасає, як тільки вичерпується енергія. Але Стайнхардт пропонує інше пояснення. Деякі з цих галактик, можливо, не зазнали вибухового зореутворення, а натомість повільно формували малі червоні зорі. Якщо це правда, нам доведеться переосмислити саме визначення постзоревибухових галактик — можливо, частина з них насправді належать до нової категорії червоних зоретворюючих галактик.
Подальші дослідження
У майбутньому Стайнхардт разом зі студентами кафедри фізики Університету Міссурі планують проводити глибші дослідження зоретворюючих галактик. Студент третього курсу Маттьє Харпер та команда бакалаврів шукатимуть нові докази на підтримку ідеї, що деякі постзоревибухові галактики насправді належать до нової запропонованої категорії. Тим часом студенти другого курсу Картер Маєрхофф і Зак Боровяк очолять дослідницький проєкт, використовуючи дані супутника Gaia Європейського космічного агентства, щоб дослідити понад два мільярди зірок у галактиці Чумацький Шлях.