Каннибалистические пиршества галактики Андромеды, раскрытые чёрным потоком

Международная группа учёных, возглавляемая астрофизиком из Сиднейского университета, обнаружила остатки колоссального каннибальского пиршества на дальних окраинах галактики Андромеда.

Студенты-отличники Тим Адамс из Сиднейского университета и Юань Ли из Оклендского университета обнаружили структуру звёзд, известную как шаровое скопление (GC), внутри галактики Андромеда. Структура возникла за пределами Андромеды и представляет собой остатки огромного процесса питания, свидетельствующего, что галактики расширяются, поглощая меньшие системы.

Астрофизик профессор Джерайнт Льюис из Сиднейского университета назвал GC, структуру Дюле, в честь валлийского слова, обозначающего чёрный поток. Структура Дюле выглядит как тёмный поток, освещённый звёздными скоплениями, орбиты которых отличаются от орбит всех остальных в галактике Андромеда. Неизвестно, является ли эта структура объектом, подобным галактике, потому что наблюдаемая сигнатура может быть результатом сбоев одного большого объекта или семи меньших объектов.

«За последние несколько десятилетий мы пришли к пониманию того, что галактики растут, поедая меньшие системы — маленькие галактики попадают внутрь, их съедают — это так называемый галактический каннибализм», — сказал Льюис в пресс-релизе Сиднейского университета.

Ранее считалось, что галактики росли за счёт выпаса, поглощая небольшие количества созвездий за большой период времени. Однако структура Дюле раскрывает другой тип более энергичного роста.

«Между „обжорством“ происходит так называемый выпас скота, мы ожидаем дождь из карликовых галактик от локальной вселенной», — сказал Льюис в электронном письме в Epoch Times.

«Но вместо постоянного дождя в течение миллиардов лет мы ожидаем скорее вспышки сильного ливня между периодами моросящего дождика», — сказал он.

Движение структуры Дюле в галактике Андромеда. (Image supplied by Prof. Geraint Lewis/ University of Sydney)

Понимание роста Вселенной

Льюис сказал, что это открытие даёт более ясную картину того, как Вселенная разрослась сама по себе, и демонстрирует, что по крайней мере одна из больших галактик в этой вселенной время от времени питалась маленькими галактиками.

«Это открыло новую дверь с точки зрения нашего понимания. Но о чём конкретно это говорит нам, я думаю, всё ещё нужно выяснить. Из наших наблюдений мы можем сделать вывод, что у Андромеды было два приступа переедания».

Льюис отметил, что самый последний запой, по их мнению, происходил последние несколько миллиардов лет. Но он уточнил, что более древнее поедание малых галактик, хотя это дело трудно датировать, по оценкам, произошло около 8 млрд лет назад.

Льюис также отметил, что исследователи не обнаружили какой-либо конкретной закономерности, поэтому они выдвигают гипотезу, что это действие было несколько оппортунистическим. Что-то вроде групп меньших галактик, падающих из более масштабного распределения массы и захваченных галактикой Андромеды.

Возраст Вселенной составляет около 13,7 млрд лет, и она постоянно расширяется. Время «приёма пищи» возможно, происходило, когда вещество было близко друг к другу, было уплотнено.

«Мы очень хотим попытаться определить более точно время и возраст, поскольку это поможет выявить, что именно упало и откуда всё это упало», — сказал он.

Льюис также говорит, что следующий вопрос заключается в том, что именно потреблялось во время процесса питания. Это не оказалось чем-то особенным. Он сказал, что это выглядело так, как будто Андромеда поглотила коллекцию вещей, которые медленно разлагаются на части.

Понимание жизни галактик

Астрофизики, подобные Льюису, наблюдают галактику Андромеды, чтобы лучше понять наш собственный дом, галактику Млечный Путь, которую исследователям трудно наблюдать из-за того, что Земля находится внутри Млечного Пути.

Учитывая схожие размеры галактик Андромеды и Млечного Пути, а также их общую спиральность, исследователи выдвигают гипотезу, что это открытие может также проиллюстрировать, как галактика Млечный Путь достигла своих больших размеров.

«Мы хотим знать, делала ли галактика Млечный путь то же самое или у неё всё по-другому? Обе они имеют интересные факты для общей картины формирования галактик», — сказал Льюис.

Он объяснил, что линзовидные галактики, эллиптические галактики и неправильные галактики растут аналогичным образом, поглощая меньшие системы. Однако детали сходства и различия неизвестны.

Привычки питания и, возможно, даже форма галактики могут быть сформированы окружающей средой, и также Льюис добавил, что некоторые эллиптические галактики, похоже, начинались как спирали, но после энергичного периода питания изменили свою форму.

Он поведал, что в настоящее время исследователи отметили, что, хотя Андромеда и Млечный путь похожи, но они всё-таки не идентичны.

«Андромеда кажется больше, в ней больше материи, и было высказано предположение, что это происходит именно из-за „привычек“ питания», — сказал он.

Также Льюис добавил, что команда учёных хотела бы выяснить, были ли эти случаи переедания полностью случайными или Андромеда просто оказалась в нужном месте в нужное время, когда в неё попала еда.

«Как и при каждом новом открытии, в итоге у нас остаётся больше вопросов, чем ответов!» — подвёл итоги учёный.

Льюис сказал, что этот новый результат дает более четкое представление о том, как устроена Вселенная. (Illustration – MENAHEM KAHANA/AFP via Getty Images)

Создание двух- и трёхмерных представлений

Астрофизик отметил, что исследователи хотели бы разработать более точную систему измерения времени, которая могла бы определить дату этих массивных событий питания, которые, по его мнению, необходимо включить в модели эволюции галактик.

Благодаря анализу данных о скоростях и химическом составе шаровых скоплений, составляющих структуру Дюле, Льюис и его коллеги смогли получить двухмерное представление об истории.

«Скорости и химический состав GCS открывают нам их индивидуальность — на изображениях они просто выглядят как группы примерно по миллиону звёзд в каждой, и бывает трудно понять, связаны ли какие-либо из них между собой. Химические методы могут предоставить информацию о том, какие объекты могли родиться вместе, основываясь на сходстве их химических следов, а их скорости могут дать подробную информацию об их орбитах».

Он сказал, что знание орбит GC может быть использовано для определения того, пришли ли они с одного и того же направления.

«Точно так же, как и люди, чем больше информации вы можете получить, тем больше вы можете узнать, как вещи связаны друг с другом», — сказал профессор Льюис.

Кроме того, чтобы выстроить трёхмерное понимание истории, исследователям необходимо понимать и расстояния.

«Расстояния в астрономии для изучения трудны, потому что нет никаких линеек, разбросанных по вселенной, — сказал Льюис. — В популяциях звёзд есть характеристики, которые можно использовать как стандартную лампочку. Если будет известна истинная яркость этих звёзд, которая может быть откалибрована по близлежащим звёздам, то можно будет точнее определить расстояния».

«Однако, хотя эти звёзды по своей природе довольно яркие, они слабо видны на небе, и поэтому нам нужно использовать возможности космического телескопа „Хаббл“, чтобы сделать точные подсчёты».

Профессор Джерайнт также отметил, что, располагая этой информацией, учёные могли бы начать переводить стрелки часов в обратном направлении в надежде получить целостную картину того, когда всё произошло.