Гигантските галактики растат, поглъщайки малките си съседи, изясниха астрофизици.
Своеобразно преброяване сред 22 000 далечни от Земята галактики показва, че най-големите от тях не захващат междугалактичен газ и не раждат нови звезди самостоятелно, а растат за сметка на по-малките си съседи, които те периодично изяждат.
Както пишат открилите този феномен австралийски астрономи в статия в сп. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, този процес в далечното бъдеще ще доведе до сливането на всички съществуващи „звездни мегаполиси“ в малък брой свръхгалактики, а след това – в една мегагалактика.
„Всички галактики са започнали своя живот с малки размери и на първите етапи от своето развитие са събирали газа от околното пространство и са го превръщали в звезди.
Доста често така се случва, че ги разкъсва на части и ги поглъща друга, по-голяма галактика – обяснява Аарон Роботхам от университета на Западна Австралия в Кроули. – Млечният път не се е сливал с друга голяма галактика в продължение на много дълъг период, но ние и досега можем да забележим в него следи от всички древни галактики, които е погълнал.
Освен това след около четири милиарда години ние ще погълнем двете близки галактики джуджета – Големия и Малкия Магеланов облак. След още милиард години ще се обединим с галактиката Андромеда. Технически казано, тя ще изяде Млечния път, тъй като е по-масивна.“
Роботхам и другите съавтори на статията в последните седем години участвали в мащабния проект GAMA-II по категоризация и „преброяване“ на галактиките, разположени на голямо разстояние от Млечния път и Земята.
Сред останалото учените се опитали да изяснят как се формират големите галактики и защо голяма част от съвременните гигантски галактики се държат изключително „тихо“ – в тях почти не се образуват звезди или изобщо не се раждат нови звезди.
Спокойният характер на галактиките гиганти се явява голям проблем за съвременната астрономия. Ако звездите в тях не се образуват в продължение на няколко милиарда години, както показват наблюденията на „Хъбъл“ и радиотелескопи, то такива галактики трябва доста бързо по астрономически мерки да бледнеят и да стават незабележими със стареенето и угасването на звездите.
И все пак това не се случва, което говори за съществуването на мегаполиси, неподразбиращи раждането на нови звезди.
Всяка голяма галактика не е сама в своето ъгълче от Космоса – заобикалят я няколко десетки или дори стотици малки сателити, галактики джуджета. Например край Млечния път се наброяват 26 малки съседи, а край съседната Андромеда има 41 спътника.
Наблюденията на „Хъбъл“ и други телескопи в последните 20 години са показали, че подобни галактики джуджета често се сблъскват с „големите братя“, в резултат на което тяхната тъмна и видима материя, включително и звездите, се привличат към по-голямата галактика.
Например близкият съсед на Млечния път – галактика джудже в съзвездие Стрелец (Sgr DEG), вече два пъти се е сблъсквала с него за последните два милиарда години и е загубила повече от 75% от тъмната материя и голяма част от звездите си.
Следи от тези космически катастрофи може да се видят в две загадъчни структури в покрайнините на нашата галактика – „пръстена на Еднорог“ и четири опашки-гирлянди от звезди, които днес опасват Млечния път и физически го свързват със Sgr DEG.
Много подобни примери карат астрономите да смятат, че съвременните големи галактики, където нови звезди практически не се раждат, съществуват за сметка на подобни сблъсъци и сливания.
За проверка на тази идея били създадени няколко големи колаборации от астрономи, включително първия проект на Роботхам GAMA-I, в рамките на който учените наблюдавали стотици далечни галактики в опита да разкрият тайните на техния растеж и рождение. Както често се случва в астрономията, резултатите от наблюденията и изводите на астрономите невинаги съвпадали и често били противоположни.
Например през 2012 година американските учени от проекта GOODS, наблюдаващи 200 древни галактики с „Хъбъл“, заявили, че сблъсъците с други обекти не са играли решаваща роля в растежа на всички изучени от тях „звездни мегаполиси“. Според изчисленията им големите галактики растат така, както и малките – поглъщайки газ и превръщайки го в звезди.
След две години до противоположния извод стигнал колектив от европейски и американски астрономи, анализирали и съпоставили резултатите от три други „преброявания“ на галактики – CANDELS, COSMOS и 3D-HST.
Роотхам и неговият екип решили да изяснят тези противоречия с наблюдението не на стотици, а на десетки хиляди отделни галактики, съществуващи в близкото минало на Вселената – преди около 2-3 милиарда години.
Както отбелязват изследователите, процесът на сливане и растеж на галактиките е изключително бавен дори по космически мерки, поради което е невъзможно той да се наблюдава пряко. Авторите на статията решили този проблем с помощта на малка астрономическа хитрост. Те подбрали няколко подобни по маса и устройство галактики гиганти, съществуващи в различни епохи от живота на Вселената, и изчислили приблизителната им маса, както и на техните спътници джуджета.
Ако подобни галактични титани наистина растат от поглъщането на малките си съседи, то съотношението на техните маси значително ще се променя с течение на времето – делът на гиганта в общата маса на купа постепенно ще расте, а на неговия сателит – да спада.
Ако големите галактики растат преимуществено от поглъщането на газ от околното пространство, то тази пропорция ще остава приблизително еднаква за всички епохи от живота на Вселената. В дадения случай периодичните сблъсъци и сливания на гиганти и джуджета просто ще преразпределят масата вътре в групата галактики.
Както показали седемте години наблюдения в рамките на GAMA-II, съотношението на масите на галактиките гиганти и техните спътници наистина се променя с течение на времето. Според Роботхам и колегите му това е еднозначно доказателство, че големите галактики растат посредством „канибализъм“.
В миналото те все пак са били способни да поглъщат газ и да го превръщат в нови светила. Преди около 670 млн. години практически напълно са се лишили от тази способност и днес растежът на такива галактики е възможен само чрез поглъщането на спътници.
„Сред учените все още няма консенсус за причините за този феномен. Най-популярното днес обяснение за спирането на звездообразуването в големите галактики е, че тяхното активно ядро, образно казано, „кипва“ неутралния газ, който попада тук, което му пречи да се охлади до температурите, при които е възможно формирането на нови звезди“, продължава Роботхам.
В заключение взаимното привличане между галактиките в отделни купове и групи води до тяхното сливане в свръхгигантски галактики и бъдещото обединение на тези гиганти.
„Ако чакате много, много, много дълго, то това наистина ще се случи. И под „дълго“ имам предвид, че ще ви се наложи да проживеете времеви отрязък, който няколко пъти превишава сегашната възраст на Вселената“, заключава ученият.
