В девяти миллиардах световых лет от нас галактика стремительно теряет топливо, необходимое для образования новых звезд

С помощью Атакамской Большой миллиметровой и субмиллиметровой антенной решетки (ALMA) астрономы Европейской Южной обсерватории (ESO) впервые смогли наблюдать галактику, в которой затухает процесс звездообразования. Об открытии рассказывается в пресс-релизе ESO.

Галактика ID2299 расположена на расстоянии около 9 миллиардов лет от Земли, и мы видим ее такой, какой она была, когда Вселенной было всего 4,5 миллиарда лет. Галактика утратила почти половину всего необходимого для звездообразования газа, поскольку он стремительно выбрасывается за ее пределы. Ученые считают, что причиной этого яркого события было столкновение с другой галактикой. Новые данные могут заставить астрономов пересмотреть механизм прекращения звездообразования в галактиках.

«В первый раз мы наблюдаем, как типичная массивная звездообразующая галактика в удаленной части Вселенной вот-вот «погаснет» по причине выброса больших масс холодного газа», — говорит руководитель нового исследования Аннаграциа Пульиcи (Annagrazia Puglisi), сотрудница Даремского университета и Центра ядерных исследований в Саклэ (CEA-Saclay) во Франции.

Выброс газа за пределы галактики происходит с удивительной интенсивностью: наружу истекает количество газа, эквивалентное 10 000 солнечных масс в год. Так как одновременно в галактике идет и очень быстрое звездообразование — в сотни раз более интенсивное, чем в нашем Млечном Пути, — то оставшийся в ней газ будет быстро израсходован, и в результате галактика ID2299 должна будет погаснуть всего через несколько десятков миллионов лет.

Как считают исследователи, событие, ответственное за эту беспрецедентную потерю галактикой вещества, — это столкновение двух галактик, которое и закончилось образованием ID2299. Трудноуловимым признаком, указавшим на такой сценарий, стала связь выброшенного газа с «приливным хвостом». Приливные хвосты — это вытянутые потоки звезд и газа, истекающие в межгалактическое пространство в результате слияния галактик. У далеких галактик они обычно слишком слабые, чтобы можно было их наблюдать. Однако группа сумела разглядеть относительно яркую деталь как раз на этапе ее выброса в пространство и отождествила ее с приливным хвостом.

Это неожиданное открытие было сделано случайно: группа просматривала обозрение более ста удаленных галактик, выполненное на ALMA с целью исследования свойств холодного газа. Галактика ID2299 наблюдалась на ALMA всего несколько минут, но баснословная мощь этого инструмента, установленного в северном Чили, позволила группе получить достаточно данных для регистрации самой галактики и выбрасываемого ею «хвоста».

Большинство астрономов придерживаются того мнения, что за выброс звездообразующего вещества из галактики в окружающее пространство, что приводит к потере галактикой способности порождать новые звезды, ответственны вызванные интенсивным звездообразованием звездные ветры и активность черных дыр в центрах массивных галактик. Однако новое исследование говорит, что в выбросах звездообразующего материала могут быть «виноваты» и слияния галактик.

«Наше исследование показывает, что газовые истечения могут порождаться слияниями галактик и что звездные ветры и приливные хвосты могут действовать очень похожим образом, — говорит соавтор работы Эманюэль Дадди (Emanuele Daddi) из CEA-Саклэ. — Поэтому возможно, что некоторые группы наблюдателей, которые ранее сообщали об обнаружении звездных ветров в далеких галактиках, могли в действительности наблюдать приливные хвосты с газовыми истечениями из них. В результате нам, может быть, придется пересмотреть наше понимание того, как «умирают» галактики».

В будущем группа, возможно, сможет воспользоваться телескопом ALMA, чтобы выполнить наблюдения этой галактики с более высоким разрешением и большей проницающей силой и благодаря этому лучше понять динамику выбрасываемого газа. А наблюдения на будущем Чрезвычайно Большом телескопе ESO могли бы позволить исследователям изучить связь между звездами и газом в ID2299, что внесло бы еще больший вклад в изучение эволюции галактик.

Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.