SDSS J1448+1010 — это массивная галактика, недавно ставшая бездействующей, которая родилась, когда Вселенная была примерно вдвое меньше нынешнего возраста, и близится к завершению слияния с другой галактикой. В ходе этого слияния сила гравитации отбросила то, что составляет почти половину звездообразующего газа системы, прочь от галактики, лишив ее возможности образовывать новые звезды. Это составное изображение объединяет сине-белые данные космического телескопа Хаббла (HST) и красно-оранжевые данные Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA), чтобы показать распределение газа и звезд после слияния из ныне спящей галактики в потоки материала, известные как приливные хвосты. Авторы и права: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Дж. Спилкер и др. (Texas A&M), С. Дагнелло (NRAO/AUI/NSF)

Когда галактики движутся по Вселенной, они иногда сталкиваются с другими галактиками. Когда они взаимодействуют, гравитация каждой галактики притягивает другую. Последующее перетягивание каната выбрасывает газ и звезды из галактик, оставляя после себя потоки материала, известные как приливные хвосты.

И это именно то, что, по мнению ученых, произошло с SDSS J1448+1010, но с поворотом сюжета. Массивная галактика, которая родилась, когда Вселенная была примерно в половину своего нынешнего возраста, почти завершила слияние с другой галактикой. Во время наблюдений с помощью HST и ALMA — международного сотрудничества, партнером которого является Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO) Национального научного фонда США — ученые обнаружили приливные хвосты, содержащие примерно половину холодного газа, образующего звезды, всей системы. Обнаружение насильственно выброшенного материала, в 10 миллиардов раз превышающего массу земного Солнца, стало признаком того, что слияние может быть причиной прекращения звездообразования, а этого ученые не ожидали.

«Что изначально делало эту массивную галактику интересной, так это то, что по какой-то причине около 70 миллионов лет назад в ней внезапно прекратилось формирование звезд сразу после вспышки активности звездообразования. Большинство галактик счастливы, что просто продолжают формировать звезды», — сказал Джастин Спилкер, астроном Техасского университета A&M и ведущий автор статьи. «Наши наблюдения с помощью ALMA и Хаббла доказали, что настоящая причина, по которой галактика перестала формировать звезды, заключается в том, что в процессе слияния около половины газового топлива для звездообразования было выброшено в межгалактическое пространство. Без топлива галактика не могла продолжать формировать звезды».

Ученые, наблюдающие за недавно бездействующей галактикой SDSS J1448+1010, обнаружили, что большая часть ее звездообразующего топлива была выброшена из системы, когда она слилась с другой галактикой. Этот газ не формирует новые звезды для галактики, но остается рядом в новых структурах, известных как приливные хвосты. Концепция этого художника показывает поток газа и звезд, выброшенных из массивной галактики во время ее слияния. Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), С. Дагнелло (NRAO/AUI/NSF)

Открытие проливает свет на процессы, благодаря которым галактики живут или умирают, и помогает ученым лучше понять их эволюцию.

«Когда мы смотрим на Вселенную, мы видим некоторые галактики, в которых активно формируются новые звезды, такие как наш Млечный Путь, а некоторые нет. Но в этих «мертвых» галактиках есть много старых звезд, поэтому они должны иметь сформировали все эти звезды в какой-то момент, а затем перестали создавать новые», — сказал Рен Зюсс, научный сотрудник по космологии Калифорнийского университета в Санта-Круз и соавтор статьи. «Мы до сих пор не понимаем всех процессов, которые заставляют галактики перестать формировать звезды, но это открытие показывает, насколько мощными являются эти крупные слияния галактик и насколько они могут влиять на то, как галактика растет и изменяется с течением времени».

Поскольку новый результат получен в результате одного наблюдения, в настоящее время неясно, насколько обычным может быть это перетягивание каната и связанное с ним затишье. Однако открытие бросает вызов давним теориям о том, как именно останавливается звездообразование и умирают галактики, и поставило перед учеными новую захватывающую задачу: найти больше примеров.

«Хотя из этой системы довольно ясно, что холодный газ действительно может оказаться далеко за пределами системы слияния, которая отключает галактику, размер выборки одной галактики очень мало говорит нам о том, насколько распространен этот процесс», — сказал Дэвид Сеттон, исследователь, аспирант кафедры физики и астрономии Питтсбургского университета и соавтор статьи. «Но есть много галактик, таких как J1448 + 1010, которые мы можем поймать прямо в середине этих столкновений и точно изучить, что с ними происходит, когда они проходят эту стадию. Выброс холодного газа — это захватывающая новая часть головоломки покоя, и мы рады попытаться найти больше примеров этого».

Спилкер добавил: «Раньше астрономы думали, что единственный способ заставить галактики прекратить формировать звезды — это очень бурные, быстрые процессы, такие как взрыв сверхновых в галактике, чтобы выдуть большую часть газа из галактики и нагреть остальное. Наши новые наблюдения показывают, что для прекращения звездообразования не требуется «моментального» процесса. Гораздо более медленный процесс слияния может также положить конец звездообразованию и галактикам».