Плотное соседство галактик оставляет их без топлива для рождения новых звёзд
- В группе COSMOS-Gr30 в 7 млрд световых лет от Земли галактики содержат лишь 20–40% обычного запаса молекулярного газа.
- Из 17 изученных галактик излучение угарного газа уверенно обнаружили у четырёх; между галактиками холодного газа — менее трети массы протяжённой структуры.
- В структуре между галактиками находится около 50 млрд масс Солнца вещества, но масса холодного молекулярного газа не превышает 20 млрд масс Солнца.
Почему это важно: Результаты помогают объяснить экологическое подавление звездообразования: галактики теряют газ под воздействием окружения.
Астрономы обнаружили, что галактики в одной из самых плотных изученных групп содержат лишь 20–40% обычного запаса молекулярного газа — основного сырья для рождения новых звёзд. Одновременно значительная масса вещества обнаружилась в протяжённой структуре между галактиками, но менее трети этого газа может находиться в холодном состоянии, пригодном для звездообразования. Наблюдения дают редкую возможность изучить, как плотное окружение постепенно лишает галактики ресурсов для дальнейшего развития.
Объектом изучения стала группа COSMOS-Gr30, расположенная в 7 млрд световых лет от Земли. Астрономы видят её такой, какой она была, когда Вселенной было около половины нынешнего возраста. В группу входят десятки галактик, а её наиболее плотная область находится на пересечении крупных нитей космической паутины. Наблюдения телескопа MUSE на «Очень большом телескопе» Европейской южной обсерватории ранее выявили протяжённую структуру ионизированного газа площадью около 10 000 квадратных килопарсек. В ней находится примерно 50 млрд масс Солнца вещества, окружающего 8 галактик.
Команда из Страсбургского университета проверила, сколько молекулярного газа осталось внутри галактик и сколько его находится за их пределами. Непосредственно обнаружить молекулярный водород, из которого формируются звёзды, в радиоизлучении трудно, поэтому астрономы ориентировались на угарный газ — второй по распространённости компонент молекулярных облаков. По его излучению можно оценить запасы водорода. Для наблюдений задействовали радиоинтерферометр NOEMA во Франции и 30-метровый телескоп Института миллиметровой радиоастрономии в Испании.
В поле зрения NOEMA попали 17 членов группы. Излучение угарного газа удалось уверенно обнаружить у четырёх галактик, а для остальных астрономы определили верхние пределы возможного содержания газа. Затем они объединили данные наблюдений, чтобы оценить средние запасы вещества. Результат оказался заметно ниже показателей обычных галактик с сопоставимой массой и интенсивностью звездообразования: в среднем COSMOS-Gr30 содержит лишь около 20%–40% ожидаемого количества молекулярного газа. Иными словами, галактикам этой группы доступно в несколько раз меньше основного сырья для формирования звёзд.
Возможное объяснение — воздействие соседних галактик и горячей межгалактической среды. Гравитационные взаимодействия могут вытягивать газ из галактик в длинные приливные структуры, а давление окружающего вещества — буквально срывать его с движущихся сквозь него галактик. Дополнительный вклад способны вносить звёздные ветры и выбросы из активных ядер галактик. Авторы не определили точную долю каждого механизма, но обнаруженная протяжённая структура ионизированного газа согласуется с картиной, при которой часть вещества была вытеснена из галактик и рассеялась между ними.
Особенно показательно, что в этой структуре почти не обнаружилось холодного молекулярного газа. По данным 30-метрового телескопа, его масса за пределами самих галактик не превышает 20 млрд масс Солнца. Это менее трети от общей массы вещества в протяжённой газовой структуре. Остальная часть находится в других, более горячих или ионизированных состояниях. Поэтому само по себе перемещение газа из галактик ещё не означает, что он сможет образовать новые звёзды: значительная его доля оказывается в среде, где для этого не хватает подходящих условий.
Полученная картина помогает объяснить один из механизмов угасания галактик — экологическое подавление звездообразования. В плотных группах и скоплениях галактики не только расходуют газ на образование звёзд, но и теряют его под воздействием окружения. Если пополнение запасов прекращается, а оставшееся вещество выбрасывается или нагревается, то интенсивность звездообразования постепенно падает. При этом результаты относятся к одной группе, а оценки содержания газа и скорости звездообразования пока что имеют погрешность. Чтобы проверить, насколько распространён этот механизм, астрономам предстоит изучить больше подобных систем. В частности, более чувствительные наблюдения с помощью комплекса ALMA позволят точнее измерить холодный газ внутри галактик и между ними.
© iXBT
