Космос

Вчені відкрили несподівану рушійну силу галактичного хаосу

0

Міжнародна команда під керівництвом австралійського дослідницького центру ASTRO 3D повідомляє, що вік є рушійною силою у зміні руху зірок у галактиках. Галактики починають своє життя з впорядкованого обертання зірок, але в деяких з них рух зірок більш хаотичний. Досі вчені не знали, що є причиною цього — можливо, навколишнє середовище або маса самої галактики.

Ключові висновки про вік галактики

Нове дослідження, нещодавно опубліковане в MNRAS (Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства), показало, що найважливішим фактором не є ні те, ні інше. Воно показує, що схильність зірок до хаотичного руху здебільшого зумовлена віком галактики — з часом все просто стає безладним.

«Коли ми провели аналіз, ми виявили, що вік, незалежно від того, як ми його нарізаємо, завжди є найважливішим параметром», — говорить перший автор дослідження, професор Скотт Крум, дослідник ASTRO 3D з Університету Сіднея.

Екологічні та масові фактори

«Як тільки ви врахуєте вік, екологічний тренд, по суті, відсутній, і те ж саме стосується маси.

«Якщо ви знайдете молоду галактику, вона буде обертатися, в якому б середовищі вона не перебувала, а якщо ви знайдете стару галактику, вона матиме більш випадкові орбіти, незалежно від того, чи перебуває вона в щільному середовищі, чи в порожнечі.»

Порівняння молодої (вгорі) і старої (внизу) галактик, спостережених в рамках галактичного огляду SAMI. Панелі зліва — регулярні оптичні зображення з телескопа Subaru. Посередині — карти обертальних швидкостей (сині — назустріч, червоні — від нас) від SAMI. Праворуч — карти, що вимірюють випадкові швидкості (червоніший колір означає більшу випадкову швидкість). Обидві галактики мають однакову загальну масу. Верхня галактика має середній вік 2 мільярди років, швидке обертання і низький випадковий рух. Нижня галактика має середній вік 12,5 мільярдів років, повільніше обертання і значно більший випадковий рух. Кредит: Стратегічна програма Hyper Suprime-Cam Subaru

Дослідницька група і методологія

До дослідницької групи також увійшли вчені з Університету Маккуорі, Технологічного університету Свінберна, Університету Західної Австралії, Австралійського національного університету, Університету Нового Південного Уельсу, Кембриджського університету, Університету Квінсленда та Університету Йонсей в Республіці Корея.

Дослідження оновлює наше розуміння попередніх досліджень, які по-різному вважали середовище або масу більш важливими факторами. Але попередні роботи не обов’язково помилкові, каже другий автор доктор Джессі ван де Санде.

Молоді галактики є зореутворюючими суперфабриками, тоді як у старих зореутворення припиняється.

«Ми знаємо, що на вік впливає навколишнє середовище. Якщо галактика потрапляє в щільне середовище, вона, як правило, припиняє зореутворення. Отже, галактики в більш щільному середовищі в середньому старіші, — каже доктор ван де Санде.

«Суть нашого аналізу полягає в тому, що не життя в щільному середовищі зменшує їхній спін, а той факт, що вони старіші».

Динаміка Чумацького Шляху

Наша галактика, Чумацький Шлях, все ще має тонкий зореутворюючий диск, тому все ще вважається галактикою, що обертається з високим спіном.

«Але коли ми розглядаємо Чумацький Шлях в деталях, ми бачимо щось, що називається товстим диском Чумацького Шляху. Він не є домінуючим, з точки зору світла, але він є, і це, схоже, старі зірки, які, цілком можливо, нагрівалися від тонкого диска в більш ранні часи, або народилися в більш турбулентному русі в ранньому Всесвіті», — говорить професор Крум.

Внесок галактичного огляду SAMI

У дослідженні були використані дані спостережень, зроблені в рамках проекту SAMI Galaxy Survey. Інструмент SAMI був створений у 2012 році Сіднейським університетом та Англо-Австралійською обсерваторією (тепер Астраліс). SAMI використовує англо-австралійський телескоп в обсерваторії Сайдінг Спрінг, поблизу Кунабарабрана, Новий Південний Уельс. Він дослідив 3000 галактик у широкому діапазоні середовищ. Це дослідження дозволяє астрономам виключити багато процесів, коли вони намагаються зрозуміти формування галактик, і таким чином уточнити моделі розвитку Всесвіту.

Майбутні напрямки дослідження галактик

Наступними кроками буде розробка симуляцій еволюції галактик з більш детальною деталізацією.

«Однією з проблем правильного моделювання є висока роздільна здатність, необхідна для прогнозування того, що відбувається. Типові сучасні симуляції базуються на частинках, які мають масу близько 100 000 зірок, і ви не можете розпізнати дрібномасштабні структури в дисках галактик», — каже професор Крум.

Огляд галактики Гектор допоможе професору Круму та його команді розширити цю роботу за допомогою нового інструменту на Англо-Австралійському телескопі.

«Гектор спостерігає 15 000 галактик, але з вищою спектральною роздільною здатністю, що дозволяє вимірювати вік і спін галактик навіть у галактиках з набагато меншою масою і з більш детальною інформацією про навколишнє середовище», — говорить професор Джулія Брайант, керівник проекту Hector Galaxy Survey, Сіднейський університет.

Висновок і вплив на універсальне розуміння

Професор Емма Райан-Вебер, директор ASTRO 3D, каже: «Ці відкриття дають відповідь на одне з ключових питань, поставлених ASTRO 3D: як маса та кутовий момент розвиваються у Всесвіті?» Ця ретельна робота команди SAMI показує, що вік галактики визначає орбіту зірок. Ця важлива частина інформації сприяє більш чіткому уявленню про Всесвіт».

Comments

Comments are closed.