|
Экстремальные выбросы газа из мертвых галактик
|
|
|
|
Астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» измерили самый мощный выброс газа из «мертвой» галактики за пределами нашего космического окружения, который когда-либо был зафиксирован. Они обнаружили, что даже таких экстремальных выбросов может быть недостаточно, чтобы навсегда остановить процесс звездообразования.
|
|
|
|
Изучив 23 массивные галактики с низким уровнем активности, сформировавшиеся примерно 11–13 миллиардов лет назад, исследователи с помощью специального метода определения поглощения света проследили за нейтральным газом, который выбрасывался из галактик, и обнаружили выбросы во многих из них. Результаты исследования были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics 14 августа.
|
|
Регуляторы галактик
|
|
|
|
Когда материя попадает в сверхмассивные черные дыры, высвобождается огромное количество энергии, которая может создавать мощные ветры или выбросы из центра галактики. Эти выбросы могут нагревать и разгонять газ, перемешивать вещество, из которого формируются звезды, и препятствовать образованию новых звезд. Они также могут перекрывать доступ газа к черной дыре, помогая регулировать эволюцию галактик. Непосредственное изучение этих выбросов — ключ к пониманию того, как галактики умирают или «гасят» свою активность.
|
|
|
|
|
|
|
В большинстве исследований выбросов изучается горячий ионизированный газ, но холодный нейтральный газ, который можно обнаружить по дуплету поглощения натрия Na I D, часто составляет гораздо большую часть общей массы выброшенного вещества.
|
|
|
|
"В галактиках как с нейтральными, так и с ионизированными потоками скорость нейтрального оттока обычно в 10-100 раз выше, чем скорость ионизированного", - объясняют исследователи в своей статье. "JWST/ NIRSpec теперь позволяет напрямую обнаруживать потоки Na, прослеживаемые I, далеко за пределами локальной вселенной".
|
|
|
|
Это исследование, проведенное под руководством Пенгпея Чжу (Pengpei Zhu) из Центра космической зари (DAWN) в Копенгагене, сосредоточено на 23 массивных покоящихся галактиках — галактиках, которые перестали образовывать новые звезды, — взятых из программы JWST под названием DeepDive, в диапазоне красного смещения 2,82–4,62. Это означает, что возраст Вселенной составлял примерно 1,3–2,3 миллиарда лет.
|
|
|
|
В поисках натриевых следов в галактиках исследователи сначала проанализировали поглощение натрия самими звездами, используя подробные модели звездного населения галактик. Используя тысячи тестов на имитацию шума, они убедились, что обнаруженные сигналы были реальными.
|
|
|
|
Для подтверждения истечения они смоделировали поглощение, чтобы измерить скорость газа, плотность и то, какую часть галактики покрывает истечение. Затем эти измерения были использованы для расчета массы выбрасываемого газа.
|
|
|
|
Наконец, они сравнили скорости истечения газа со скоростью убегания каждой галактики, чтобы определить, может ли газ вырваться наружу или в конечном итоге вернуться обратно. Из этих 23 древних мертвых галактик они обнаружили избыточное поглощение Na и D в 13. Семь из 23 показали явное синее смещение поглощения, что означает, что газ движется к нам и от галактики.
|
|
Не полностью мертвая?
|
|
|
|
Было обнаружено, что в каждой галактике, обнаруженной с помощью Na I, скорость истечения газа превышает текущую скорость звездообразования в галактике. Однако они обнаружили, что большая часть вытекающего газа движется недостаточно быстро, чтобы покинуть галактику навсегда. Скорее всего, через несколько миллионов или сотен миллионов лет газ снова начнет извергаться в галактику в виде фонтана.
|
|
|
|
Как только запасы газа будут пополнены, звездообразование может возобновиться. "Поскольку большинство "фонтанов", скорее всего, не смогут вырваться наружу, их непосредственная роль в тушении или поддержании покоя остается неопределенной", - пишут исследователи. "Они, скорее всего, представляют собой кратковременные циклы фонтанирования, а не выбросы".
|
|
|
|
В частности, одна галактика, DD-236, выделялась самой высокой скоростью истечения газа, когда-либо измеренной за пределами близлежащей Вселенной. Ее истечение сопровождалось признаками активной подпитки черной дырой в ее центре.
|
|
|
|
Ученые пока не уверены, какой механизм вызывает эти выбросы. Связь между активностью черных дыр и этими выбросами не до конца изучена. Только в двух из 13 галактик с выбросами наблюдаются признаки активного подпитывания черных дыр, в то время как в двух подтвержденных активных черных дырах выбросы отсутствуют. Однако два самых мощных выброса связаны с активными черными дырами.
|
|
|
|
«Их происхождение напрямую не связано с текущей активностью активных ядер галактик или недавними вспышками звездообразования, но потенциально отражает сочетание прошлой активности активных ядер галактик и продолжающихся процессов слияния», — заключают ученые.
|
|
|
|
Источник
|
