За полями гало Галактики Сомбреро наводит на мысль о бурном прошлом

Удивительные новые данные с космического телескопа Хаббла НАСА предполагают, что гладкий, оседлый «край» диска галактики Сомбреро может скрывать бурное прошлое. Резкость и чувствительность Хаббла разрешают десятки тысяч отдельных звезд в обширном расширенном гало Сомбреро, области за центральной частью галактики, обычно состоящей из более старых звезд. Эти последние наблюдения Сомбреро переворачивают с ног на голову общепринятую теорию, показывая лишь крошечную фракцию более старых, бедных металлом звезд в гало, плюс неожиданное изобилие богатых металлом звезд, обычно встречающихся только в диске галактики, и в центральной части. выпуклость. Прошлые крупные слияния галактик — возможное объяснение, хотя величественный Сомбреро не показывает ни одного грязного свидетельства недавнего слияния массивных галактик.

«Сомбреро всегда было чем-то вроде странной галактики, и именно это делает его таким интересным», — сказал Пол Гудфруа из Научного института космического телескопа (STScI), Балтимор, штат Мэриленд. «Измерения металличности Хаббла (т. Е. Обилие тяжелых элементов в звездах) являются еще одним свидетельством того, что Сомбреро может многое рассказать нам о сборке и эволюции галактик».

«Наблюдения Хаббла о гало Сомбреро переворачивают наше общепринятое понимание состава и металличности галактики с ног на голову», — добавил со-исследователь Роджер Коэн из STScI.

Галактика Сомбреро (M104), долгое время любимая астрономами и любителями-наблюдателями неба за свою яркую красоту и любопытную структуру, теперь имеет новую главу в своей странной истории — расширенный ореол, богатый металлами, с едва заметным знаком ожидаемого бедные металлом звезды, которые наблюдались в гало других галактик. Исследователи, ломая голову над данными из Хаббла, обратились к сложным компьютерным моделям, чтобы предложить объяснения сбивающей с толку инверсии традиционной галактической теории. Эти результаты свидетельствуют о столь же удивительной возможности крупных слияний в прошлом галактики, хотя величественная структура Сомбреро не имеет никаких признаков недавнего разрушения. Необычные находки и возможные объяснения опубликованы в Astrophysical Journal .

«Отсутствие звезд с низким содержанием металлов было большим сюрпризом, — сказал Гудфруа, — и обилие звезд с высоким содержанием металлов только добавило этой тайне».

В гало галактики астрономы ожидают найти более ранние поколения звезд с менее тяжелыми элементами, называемыми металлами, по сравнению с многолюдными звездными городами в главном диске галактики. Элементы создаются в процессе звездного «жизненного цикла», и чем дольше в галактике проходят звезды, проходящие через этот цикл, тем больше элемент богат газом и тем выше металличность звезд, которые образуются из этого газа. Эти молодые звезды с высоким содержанием металлов обычно находятся в главном диске галактики, где звездное население более плотное — или так происходит в соответствии с общепринятым мнением.

Осложняет факты присутствие многих старых, бедных металлом шаровых скоплений звезд. Ожидается, что эти более старые, бедные металлом звезды со временем выйдут из своих скоплений и станут частью общего звездного гало, но этот процесс, по-видимому, был неэффективным в галактике Сомбреро. Команда сравнила их результаты с недавними компьютерными симуляциями, чтобы понять, что могло послужить причиной таких неожиданных измерений металличности в гало галактики.

Результаты также не оправдали ожиданий, что свидетельствует о том, что невозмутимый Сомбреро претерпел значительные аккреции или слияния, события миллиарды лет назад. В отличие от нашей галактики Млечный Путь, которая, как считается, поглотила множество малых спутниковых галактик в так называемых «малых» скоплениях в течение миллиардов лет, основным наращиванием является слияние двух или более одинаково массивных галактик, которые богаты последующим поколением Звезды звезд.

Спутниковые галактики содержали только звезды с низкой металличностью, которые были в основном водородом и гелием от Большого взрыва. Тяжелые элементы должны были быть приготовлены в звездных интерьерах посредством нуклеосинтеза и включены в звезды более позднего поколения. Этот процесс был довольно неэффективным в карликовых галактиках, таких как те, что вокруг нашего Млечного Пути, и более эффективен в более крупных, более развитых галактиках.

Результаты для Сомбреро удивительны, потому что его гладкий диск не показывает признаков разрушения. Для сравнения, многочисленные взаимодействующие галактики, такие как галактики-антенны, получают свое название из-за искаженного вида их спиральных рукавов из-за приливных сил их взаимодействия. Слияния одинаково массивных галактик обычно объединяются в большие, гладкие эллиптические галактики с расширенными гало — процесс, который занимает миллиарды лет. Но Сомбреро никогда не подходило под традиционное определение спиральной или эллиптической галактики. Это где-то посередине — гибрид.

Для этого конкретного проекта команда выбрала Сомбреро в основном из-за его уникальной морфологии. Они хотели выяснить, как такие «гибридные» галактики могли образовываться и собираться с течением времени. Последующие исследования распределения гало-металличности будут проведены с несколькими галактиками на расстояниях, подобных тем, что есть у Сомбреро.

Исследовательская группа ожидает, что будущие обсерватории продолжат расследование неожиданных свойств Сомбреро. Широкополосный инфракрасный обзорный телескоп (WFIRST) с полем зрения, в 100 раз превышающим поле зрения Хаббла, будет способен получать непрерывное изображение гало галактики, одновременно собирая больше звезд в инфракрасном свете. Космический телескоп Джеймса Уэбба также будет полезен своим разрешением, подобным Хабблу, и более высокой чувствительностью к инфракрасному излучению.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены NASA / Центром космических полетов Годдарда . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Связанные мультимедиа :

• Изображения галактики Сомбреро (M104) из НАСА

---

Ссылка на журнал :

1. Роджер Э. Коэн, Пол Гудфруа, Маттео Корренти, Олег Я. Гнедин, Уильям Э. Харрис, Рупали Чандар, Томас Х. Пузия, Рубен Санчес-Янссен. Поразительно богатый металом ореол галактики Сомбреро . Астрофизический Журнал , 2020; 890 (1): 52 DOI: 10,3847 / 1538-4357 / ab64e9