Гиганты отняли у карликов звезды

Карликовые сфероидальные галактики образовались после гравитационного взаимодействия двух галактик

Карликовые сфероидальные галактики, часть из которых являются спутниками Млечного Пути, образовались после того, как из их предшественников более массивные структуры «вытянули» большую часть звезд.

Точное количество галактик во Вселенной земным астрономам неизвестно. В зависимости от теории происхождения и эволюции Вселенной, их может быть от нескольких миллиардов до бесконечности. Но хорошо известно, что мир галактик достаточно разнообразен. В широком смысле галактики, в соответствии с предложенной известным американским астрономом Эдвином Хабблом классификацией, делятся на эллиптические, спиральные и неправильные. Но для описания всего многообразия звездных структур этого недостаточно, ведь есть, к примеру, линзовидные галактики, которые являются промежуточными от спиральных к эллиптическим.

Существенный процент от общего числа галактик занимают карликовые, которые в разы меньше нормальных галактик по размерам и массе и потому не вписываются в классификацию Хаббла.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3228455",
    "incutNum": 1,
    "repl": "<1>:{{incut1()}}",
    "uid": "_uid_3229322_i_1"
}

Семейство карликовых галактик можно разделить на следующие подтипы: карликовые эллиптические, карликовые сфероидальные, карликовые неправильные и карликовые голубые компактные. Карликовые неправильные и карликовые голубые компактные галактики представляют собой бесформенные клочковатые структуры, богатые межзвездным газом, который зачастую по массе превосходит общее количество звезд в системе. Голубые компактные галактики характеризуются областями бурного звездообразования, в результате которого на свет появляются горячие массивные звезды, придающие характерный голубой цвет всей галактике. Карликовые эллиптические галактики являются, по сути, уменьшенной моделью нормальных эллиптических галактик, только с меньшим числом звезд, содержат мало газа и пыли и в основном состоят из старых звезд небольшой массы.

Карликовые сфероидальные галактики похожи на карликовые эллиптические, но имеют существенные отличия. Они очень слабые, более разрежены и образованы водородно-гелиевыми звездами большого возраста с малым содержанием тяжелых химических элементов. Но при этом звезд — по сравнению с другими галактиками — весьма мало, и основная часть массы содержится, видимо, в так называемой темной материи — несветящейся материи, которая проявляется в силу своего гравитационного взаимодействия, и количество которой, по оценкам на основе наблюдений, в несколько раз превышает количество видимой материи.

Таким образом, изучение карликовых сфероидальных галактик представляет интерес с точки зрения вопроса темной материи и эволюции звезд и всей галактики в целом.

И это весьма важно для понимания формирования галактик в частности, а также эволюции Вселенной.

Вопросом возникновения карликовых сфероидальных галактик задалась группа ученых из Института теоретической физики Цюрихского университета и Астрофизического центра Гарварда в США во главе с Еленой Д'Онгиа. В результате моделирования исследователи получили механизм образования карликовой сфероидальной галактики. Соответствующая работа опубликована в четверг в Nature.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "incutNum": 2,
    "pic_fsize": "9399",
    "picsrc": "Верхний ряд: взаимодействие между карликовыми галактиками на орбите вокруг крупной галактики. Левая картинка - приближение двух карликовых галактик друг к другу. Средняя - состояние состемы через 2 млрд лет. Правая - появление галактики через 7 млрд лет. Нижний ряд: орбита карликовой галактики вокруг Млечного Пути (желтый) в разные промежутки времени // E.D'Onghia, Harvard Center for Astrophysics",
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3229322_i_2"
}

В ходе исследования авторы провели моделирование двух сценариев возможного образования карликовых сфероидальных галактик. Первый — взаимодействие между двумя карликовыми галактиками вдалеке от большой галактики, подобной Млечному Пути, с последующим взаимодействием появившейся карликовой сфероидальной структуры с большой галактикой. Второй — взаимодействие между карликовой галактикой и формирующейся галактикой наподобие Млечного Пути в ранней Вселенной.

Основной вывод работы ученых состоит в том, что на формирование карликовой сфероидальной галактики оказывает влияние гравитационный процесс, который авторы назвали resonant stripping. Слово stripping в переводе с английского имеет много разных значений, например, выталкивание, вынимание, зачистка, отделение, стирание, вытягивание, снятие, обнажение и стриптиз.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "incutNum": 3,
    "pic_fsize": "15329",
    "picsrc": "Слева -- звездный \"хвост\" как следствие \"резонансного вытягивания\" в ходе моделирования; справа -- изображение галактики Tadpole с подобным \"хвостом\" // E.D'Onghia, Harvard Center for Astrophysics",
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3229322_i_3"
}

Процесс resonant stripping описывает, как более массивная галактика отбирает себе звезды у более мелкого соседа, в результате чего между галактиками появляется красивый звездный «мост» или «хвост».

Поэтому автор возьмет на себя смелость перевести название этого процесса как «резонансное вытягивание», а не, скажем, как «резонансный стриптиз».

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "incutNum": 4,
    "pic_fsize": "11214",
    "picsrc": "В ходе \"резонансного вытягивания\" карлик большей массы может \"перетянуть\" часть звезд из карлика меньшей массы. Слева представлены результаты моделирования этого процесса спустя несколько миллиардов лет, которые похожи на структуры, наблюдаемые в галактике NGC2782, представленные справа // E.D'Onghia, Harvard Center for Astrophysics",
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3229322_i_4"
}

Такой «мост» должен быть характерным признаком карликовых сфероидальных галактик, оставшихся с дефицитом звезд, но при этом сохраняющих темную материю, количество которой преобладает над количеством звезд и газа.

В первую очередь астрономов интересовал именно вопрос, почему в карликовых сфероидальных галактиках много темного вещества и мало звезд.

Интересно, что подобные «мосты» реально наблюдаются — авторы приводят несколько изображений реальных галактик, сравнивая их с результатами своего моделирования. Получается действительно очень похоже.