Вместо того чтобы сразу потратить весь свой газ на лепку множества звёзд, по меньшей мере некоторые галактики «откладывают» его на более поздние времена.

Галактики — самые заметные глазу структуры нашей Вселенной. В них могут существовать одновременно сотни миллиардов, а иногда и триллионы звёзд, и, как стало ясно в посткеплерову эпоху, не меньшее количество планет. Тем не менее нельзя сказать, чтобы с этими колоссальными образованиями астрономам всё было ясно. Практически все попытки моделирования развития галактик в ранней Вселенной ведут к выводу, что там должны были формироваться старые эллиптические галактики огромных размеров, по массе значительно превосходящие всё, что до сих пор обнаружено нашими телескопами. Следовательно, и звёзд в них следует ожидать десятки триллионов, в каждой. И где всё это великолепие?

[500x351]

Трёхмерная визуализация результатов наблюдений ALMA. По вертикальной оси показана скорость газового потока, а по горизонтальной — положение относительно центральной части этой галактики. Цвет обозначает интенсивность выявленного радиотелескопами излучения: розовый — самое сильное, красный — слабейшее. (Здесь и ниже иллюстрации ALMA, ESO, NAOJ, NRAO, Erik Rosolowsky.)

Галактика Скульптора (NGC 253), спиральное образование в созвездии южного полушария Скульптор, может дать ответ на этот непростой вопрос. Она находится в 11,5 млн световых лет от Солнечной системы, и, что не менее важно, эта активно формирующая звёзды галактика — едва ли не ближайшая к нашему Млечному Пути из числа себе подобных.

Используя массив радиотелескопов ALMA, астрономы во главе с Альберто Болатто (Alberto Bolatto) из Мэрилендского университета (США) попытались в деталях проследить за процессом интенсивного звездообразования, которому Вселенная обязана своими наиболее насыщенными светилами галактиками. При этом удалось заметить лавинообразно движущуюся из центра галактического диска колонну холодного, а потому довольно плотного газа.

«Благодаря великолепному разрешению и чувствительности ALMA мы впервые смогли чётко разглядеть огромные массы холодного газа, выбрасываемые расширяющимися оболочками интенсивного давления, созданного молодыми звёздами, — рассказывает Альберто Болатто. — То количество газа, которое мы измерили, позволяет твёрдо утверждать, что ряд растущих галактик извергает из себя больше газа, чем поглощает из окружающего пространства. Возможно, это современный пример очень распространённого в юной Вселенной явления».

Заметим, что ранее на примере наблюдений той же NGC 253 удалось зарегистрировать исходящий из областей звездообразования более горячий и в силу этого намного менее плотный газ, который, однако, не мог из-за своей небольшой массы повлиять на баланс звездообразования. Хотя холодный газ обнаружить куда сложнее, сделать это наконец-то удалось, а значит, загадка баланса массы, потеря которой блокировала образование чересчур массивных галактик, близка к решению.

[500x612]

Галактика Скульптор и обнаруженная в ней область истечения холодного молекулярного газа.

Впрочем, не всё так просто: газ этот, скорее всего, не покидает растущие галактики навсегда, а лишь откладывается ими до более поздних времён. Согласно оценкам учёных, разглядеть удалось поток молекулярного газа как минимум десяти масс Солнца в год (а может, и намного больше), выбрасываемого из галактики со скоростями 42–278 км/с. Это огромные значения, но всё же, в определённом смысле, недостаточные. Для примера: четвёртая космическая скорость, позволяющая преодолеть притяжение галактики в данной точке и навсегда вылететь из неё в районе нашего Солнца, превышает 500 км/с.

Очевидно, из центра галактики Скульптора этот газ способен вырваться и даже покинуть зону активного звездообразования. Но что будет дальше? Скорее всего, он попадёт в галактическое гало, где и проведёт миллионы, а то и миллиарды лет. Но затем притяжение основной массы барионной материи в его галактике заберёт газ обратно. Постепенно скопившись в областях потенциального звездообразования, какая-то его часть вновь начнёт коллапсировать в звёзды, хотя темп таких событий будет не столь высоким, как в эпоху бурного формирования светил его галактикой.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature, а с его текстом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Европейской южной обсерватории.
http://compulenta.computerra.ru/universe/astronomy/10008128/