За допомогою рентгенівської обсерваторії NASA Chandra та інших телескопів астрономи завершили найбільше і найдетальніше дослідження того, що спричиняє народження зір у найбільших галактиках Всесвіту.
Народження зір в інших галактиках
Нещодавні дослідження вчених виявили, що умови для народження зір у надзвичайно масивних галактиках не змінилися за останні десять мільярдів років. Про це свідчать сліди стародавніх подій.
«Тут дивує те, що є багато речей, які могли вплинути на зореутворення за останні десять мільярдів років, — сказав Майкл Кальзаділья з Массачусетського технологічного інституту, який очолював дослідження. — Врешті-решт, головна рушійна сила процесів народження світил у цих величезних галактиках насправді зводиться до одного: чи зможе гарячий газ, що їх оточує, охолонути достатньо швидко».
Кальзаділья та його колеги вивчали наймасивніший клас зоряних систем у Всесвіті, які називаються найяскравішими скупченнями галактик і розташовані на відстані від 3,4 до 9,9 млрд світлових років від Землі.
Науковці виявили, що зореутворення в галактиках, які вони вивчали, запускається, коли кількість невпорядкованого руху в гарячому газі — фізичне поняття, яке називається «ентропія» — падає нижче критичного порогу. Тоді гарячий газ неминуче охолоджується, утворюючи нові світила.
Рушійні сили зореутворення
«Вражає думка про те, що одне-єдине число говорить нам, як утворилися мільярди зір і планет у цих величезних галактиках протягом десяти мільярдів років», — сказав співавтор дослідження Майкл Макдональд, також із Массачусетського технологічного інституту.
Хоча були й інші спроби визначити рушійні сили народження зір в таких величезних галактиках упродовж космічного часу, це дослідження вперше поєднує рентгенівські та оптичні спостереження центрів скупчень на такому великому діапазоні відстаней. Це дозволяє науковцям пов’язати паливо, необхідне для формування світил — гарячий газ, виявлений Chandra, — з фактичним формуванням зір після охолодження газу, яке спостерігається за допомогою оптичних телескопів протягом більшої частини історії Всесвіту.
Команда також використовувала радіотелескопи для вивчення струменів матеріалу, що вилітають із надмасивних чорних дір у цих скупченнях. У процесі, який називається зворотним зв’язком, гарячий газ, який охолоджується, утворюючи зорі, зрештою живить чорні діри, що призводить до утворення струменів та іншої активності, яка нагріває і заряджає енергією їхнє оточення, тимчасово запобігаючи подальшому охолодженню. Коли у чорної діри закінчується паливо, струмені вимикаються, і процес починається знову.
Пошук інших факторів зореутворення
Несподіваним аспектом цього дослідження є те, що попередні роботи припускали, що інші фактори, окрім охолодження гарячого газу, могли відігравати більшу роль у зореутворенні в далекому минулому. Десять мільярдів років тому, в період, який астрономи називають космічним полуднем, зіткнення і злиття галактик у скупченнях були набагато частішими, темпи утворення світил загалом були вищими, а надмасивні чорні діри галактик втягували матеріал швидше.
«Тип зореутворення, який ми спостерігаємо, є напрочуд послідовним, навіть наближаючись до космічного полудня, коли він міг би бути пригнічений іншими процесами, — говорить співавторка дослідження Ліндсі Блім з Аргонської національної лабораторії в Іллінойсі. — Хоча тоді Всесвіт мав зовсім інший вигляд, спусковий механізм для утворення зір у цих галактиках не змінився».
Вивчаючи відносно близькі скупчення, попередні дослідники також виявили пороговий рівень хаосу в гарячому газі, необхідний для виникнення зворотного зв’язку від надмасивних чорних дір у вигляді струменів. Нове дослідження команди Кальзадільї виявило, що ентропійний поріг зворотного зв’язку не поширюється на галактики у більш віддалених скупченнях, що може означати, що скупчення, які утворилися близько десяти мільярдів років тому, не так добре регулюються зворотним зв’язком чорних дір.
За матеріалами phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
