Ранее считалось, что галактики после звездообразования, или PSB, выбрасывают весь свой газ в виде сильных вспышек, что приводит к затишью, когда галактики перестают формировать звезды. Но ученые, использующие Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Atacama (ALMA), обнаружили, что вместо этого PSB конденсируют и удерживают этот турбулентный газ, а затем не используют его для формирования звезд. Впечатление этого художника подчеркивает компактность молекулярного газа в PSB и отсутствие в нем звездообразования. Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Дагнелло (NRAO/AUI/NSF)

Ранее считалось, что галактики после звездообразования рассеивают весь свой газ и пыль — топливо, необходимое для создания новых звезд — в виде сильных всплесков энергии и с необычайной скоростью. Теперь новые данные с Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) показывают, что эти галактики в конце концов не рассеивают все свое звездообразующее топливо. Вместо этого после своего предполагаемого конца эти спящие галактики удерживают и сжимают большое количество высококонцентрированного турбулентного газа. Но, вопреки ожиданиям, они не используют его для образования звезд.

Ученые ожидают, что в большинстве галактик газ будет распределяться подобно звездному свету. Но для галактик после звездообразования, или PSB, это не так. PSB отличаются от других галактик, потому что они рождаются в результате сильных столкновений или слияний между галактиками. Слияния галактик обычно вызывают массивные всплески звездообразования , но в PSB этот всплеск замедляется и почти полностью прекращается почти сразу после его начала. В результате ученые ранее полагали, что на центральных звездообразующих фабриках этих галактик осталось мало или совсем не осталось звездообразующего топлива. И до сих пор считалось, что молекулярные газы были перераспределены по радиусам далеко за пределы галактик либо в результате звездных процессов, либо в результате воздействия черных дыр. Новые результаты бросают вызов этой теории.

«Мы уже давно знали, что вблизи PSB остается большое количество молекулярного газа, но не могли сказать, где именно, что, в свою очередь, мешало нам понять, почему эти галактики перестали формировать звезды. Теперь у нас есть обнаружил значительное количество оставшегося газа в галактиках, и этот оставшийся газ очень компактен», — сказал Адам Смерчина, астроном из Вашингтонского университета и главный исследователь исследования. «Хотя этот компактный газ должен эффективно формировать звезды, это не так. Фактически, он менее чем на 10 процентов эффективнее, чем ожидается от такого же компактного газа».

Ученые, изучающие галактики после звездообразования, или PSB, обнаружили, что они ведут себя не так, как ожидалось. Ранее считалось, что PSB рассеивают свой газ, когда они становятся бездействующими. Новые наблюдения показали, что эти галактики на самом деле висят на этом газе и уплотняют его вблизи своих центров. ПСБ 0379.579.51789 является единственным исключением в исследовании. Здесь радиоданные о галактике, наложенные на оптические изображения с космического телескопа Хаббла, показывают, что, хотя галактика действительно удерживает свое звездообразующее топливо, скопление газа расположено не в центре. Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Дагнелло (NRAO/AUI/NSF)

В дополнение к тому, что газ в наблюдаемых спящих — или покоящихся — галактиках был достаточно компактным, чтобы образовывать звезды, у команды был еще один сюрприз: он часто располагался в центре, хотя и не всегда, и был на удивление турбулентным. В совокупности эти две характеристики породили у исследователей больше вопросов, чем ответов.

«Скорость звездообразования в PSB, которые мы наблюдали, намного ниже, чем в других галактиках, даже несмотря на то, что топлива для поддержания процесса достаточно», — сказал Смерчина. «В этом случае звездообразование может быть подавлено из-за турбулентности в газе, так же как сильный ветер может подавить огонь. эта бурная энергия и то, как именно она способствует покою, остается вопросом этой работы».

Декер Френч, астроном из Университета Иллинойса и соавтор исследования, добавил: «Эти результаты поднимают вопрос о том, какие источники энергии присутствуют в этих галактиках, чтобы вызвать турбулентность и предотвратить образование новых звезд из газа . Одна из возможностей. — это энергия аккреционного диска центральных сверхмассивных черных дыр в этих галактиках».

Четкое понимание процессов, управляющих формированием звезд и галактик, является ключом к предоставлению контекста Вселенной и нашего места в ней. Открытие турбулентного компактного газа в бездействующих галактиках дает исследователям еще один ключ к разгадке тайны того, как именно галактики живут, развиваются и умирают в течение миллиардов лет. А это означает дополнительные исследования в будущем с помощью 1,3-мм приемника ALMA, который видит то, что иначе было бы невидимым, с абсолютной ясностью.

Ранее считалось, что галактики после звездообразования выбрасывают весь свой молекулярный газ, что приводит к прекращению формирования звезд. Новые наблюдения показали, что эти галактики на самом деле удерживают и конденсируют звездообразующее топливо вблизи своих центров, а затем не используют его для образования звезд. Здесь радиоданные PSB 0570.537.52266, наложенные на оптические изображения космического телескопа Хаббла, показывают плотное скопление газа вблизи центра галактики. Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Дагнелло (NRAO/AUI/NSF)

Дж. Д. Смит, астроном из Университета Толедо и соавтор исследования, сказал: «Есть многое в эволюции типичной галактики, которую мы не понимаем, и переход от их яркой звездообразующей жизни к спокойной жизни. является одним из наименее изученных периодов. Хотя постзвездные вспышки были очень распространены в ранней Вселенной, сегодня они довольно редки. Это означает, что ближайшие примеры все еще находятся на расстоянии сотен миллионов световых лет, но эти события предвещают возможный исход столкновение или слияние галактики Млечный Путь и галактики Андромеды через несколько миллиардов лет. Только с невероятной разрешающей способностью ALMA мы смогли заглянуть глубоко в молекулярные резервуары, оставшиеся «после падения»».

Смерчина добавил: «Часто бывает так, что мы, астрономы, интуитивно находим ответы на свои вопросы раньше наблюдений, но на этот раз мы узнали кое-что совершенно неожиданное о Вселенной».

Результаты исследования опубликованы сегодня в The Astrophysical Journal.