Астрономи дізналися, як чумацький шлях знищив сусідні галактики

Два дослідники з астрономічної обсерваторії Страсбурга вперше виявили існування нової сигнатури народження перших зірок в галактиці Чумацький Шлях

Більше ніж 12 мільярдів років тому інтенсивний ультрафіолетове світло, що виходить від перших зірок, розсіяв газ найближчих сусідів нашої Галактики, фактично позбавляючи їх основного матеріалу для формування зірок. Це забезпечило малоперспективне майбутнє цих галактик.

Сьогодні П`єр Оквірк і Домінік Обер, учасники наукового проекту «Світло в Темні століття Всесвіту» (LIDAU - Light in the Dark Ages of the Universe), пояснили, чому деякі близькі до нас галактики буквально були знищені, в той час як зірки продовжували формуватися в більш віддалених об`єктах.

Вчені опублікували свої результати в листопадовому номері журналу Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Імовірно, перші зірки в нашому Всесвіті з`явилися через приблизно 150 мільйонів років після Великого вибуху. Тоді водень і гелій, що заповнюють Всесвіт, були досить холодними, що дозволяло атомам цих газів бути електрично нейтральними. Коли ультрафіолетове світло перших зірок проходив через цей газ, він руйнував електронно-протонні пари, які складають атоми водню, що повертало їх в так зване полум`яне стан, в якому всі атоми перебували в перші моменти існування Всесвіту. Цей процес, відомий як реіонізаціі, також привів до сильного нагрівання, який викликав серйозні наслідки: газ став настільки гарячим, що перестав підкорятися слабкою силі тяжіння галактик низьких мас, таким чином позбавляючи їх матеріалу, що становить основу для формування зірок.

Сьогодні науковим співтовариством визнано, що цей процес може пояснити невелике число і великий вік зірок, які виявляються в самих маленьких супутниках Чумацького Шляху - карликових галактиках. Ці відкриття також допомагають вченим зрозуміти, чому навколо таких галактик, як Чумацький Шлях, знайдено невелику кількість супутників - проблема «відсутніх супутників». Зникнення газу з цих галактик робить їх гіперчутливими до ультрафіолетової радіації в епоху реіонізаціі.

Зображення карликової галактики Волопас II - однієї з 21 галактики, сусідній до Чумацького Шляху, з тих, що на сьогоднішній день відомі вченим

Супутникові галактики розташовані до Чумацького Шляху відносно близько - від 30000 до 900000 світлових років - що дозволяє вченим детально їх вивчати за допомогою великих телескопів, яких на даний момент існує ціле покоління. Порівняння кількості зірок в кожній галактиці з її місцем розташування могло дати вченим унікальне розуміння структури ультрафіолетової радіації, що випускається від самих ранніх зірок у Чумацькому Шляху.

До сих пір комп`ютерні моделі, що симулюють цей процес, давали підставу припускати, що радіація, яка веде до «виведенню» газу з галактик-супутників, проводилася одночасно декількома великими галактиками, які перебували поблизу, що давало однорідний фон ультрафіолетового світла. Нова модель, розроблена двома французькими дослідниками, доводить, що це припущення було невірним.

Оквірк і Обер включили в свою модель темну матерію, яка підлаштувалася в структуру зірок в нашій Галактиці і її околицях і займає своє «невидиме» положення з Великого вибуху до теперішнього моменту. Вони використовували цифрову модель з високою роздільною здатністю іспанських вчених Via Lactea II (Чумацький Шлях II), щоб змоделювати формування зірок в газових хмарах, «застряглих» в ореолах темної матерії, які огортають галактики, і потім вчені описали, як цей газ реагував на ультрафіолетову радіацію.

Галактичний кластер, до якого входить Чумацький Шлях. Концентричні кола показують відстань в 100 000 світлових років, і лінії показують положення галактик вище (зелені) або нижче (помаранчеві) астрономічного екватора. Радіальні лінії показують напрямок на небі

П`єр Оквірк коментує: «Це - перший раз, коли модель враховує вплив радіації, що випускається першими зірками, сформованими в центрі Чумацького Шляху, на його супутникові галактики. Супутникові галактики, розташовані близько до галактичного центру, швидко втрачають газ. Вони формують трохи зірок, тому, можливо, що наші телескопи просто поки не здатні їх виявити. У той же час більш віддалені супутникові галактики піддаються менш інтенсивному опроміненню. Тому їм вдається утримати газ довше, отже, сформувати більше зірок. Як наслідок, їх легше виявити ».

Нова модель найбільш вдало вписується в сьогоднішнє представлення вчених про Всесвіт і передбачає, що перші зірки нашої галактики відігравали головну роль в фотоіспареніі газу в супутникових галактиках. Доктор Оквірк додає: «Сусідні галактики зовсім не піддавалися страшним космічним впливам. Саме наша галактика стала причиною занепаду своїх сусідів, душа їх своєю інтенсивною радіацією ».