Когда галактики едят галактики

Используя гравитационное линзирование, астрономы из Университета Юты (США) обнаружили, что ядра массивных галактик со временем становятся более плотными, чем у галактик обычных.

«Мы выяснили, что за последние 6 млрд лет материя, составляющая массивные эллиптические галактики, набирает всё бóльшую концентрацию в их центрах. Это свидетельство того, что большие галактики сталкиваются друг с другом, с тем чтобы создать ещё бóльшие, — комментирует астроном Адам Болтон, ведущий автор работы. — Предыдущие работы акцентировались на том, что массивные галактики в первую очередь растут, «поедая» множество маленьких. А мы полагаем, что столкновения между массивными галактиками так же важны, как и мелкие «закуски».

Благодаря линзированию отдалённых объектов можно лучше понять не только «увеличенные», но и «увеличивающие» галактики. (Иллюстрация Joel Brownstein / University of Utah.)

Результаты исследования основываются на наблюдениях с 2,5-метрового оптического телескопа Обсерватории Апачи-Пойнт и данных телескопа космического базирования «Хаббл». С помощью этих инструментов были проанализированы 79 гравитационных линз — галактик, находящихся между Землёй и более удалёнными галактиками, которые, собственно, и являлись предметом исследования. По силе и интенсивности линзирования астрономы точнее установили массу самих галактик-«линз» — массивных эллиптических образований, содержащих сотни миллиардов звёзд каждая.

«Они являются конечным продуктом столкновений и слияний предыдущих поколений галактик — возможно, сотен таких столкновений», — подчёркивает Адам Болтон.

Такая методика позволила не только уточнить общую массу галактик-«линз», но и прояснить распределение вещества внутри них. Именно распределение массы показало, что эллиптические галактики развивались не столько по пути поглощения малых галактик (как Млечный Путь, подминающий под себя соседние карликовые образования), сколько в слиянии гигантов с гигантами. А образующиеся в итоге сверхгиганты могут быть в сотни раз тяжелее того же Млечного Пути.

Эллиптические галактики часто достигают огромных размеров, чему причиной частые слияния с другими массивными галактиками. Например, М87 в 200 раз тяжелее Млечного Пути. (Илл. Canada-France-Hawaii Telescope, J.-C. Cuillandre (CFHT), Coelum.)

Дело в том, что, когда большая галактика поглощает малую, она «высасывает» из последней газ, а звёзды «меньшего брата» остаются на периферии нового образования. Но если сталкиваются галактики сравнимых размеров, то их структуры начинают глубокое взаимопроникновение. При этом значительная часть звёзд прокладывает дорогу к центру результирующей галактики. То есть высокая плотность светил в центрах говорит о частом взаимодействии именно такого — глубокого, проникающего характера, типичного для столкновений равных по массе объектов.

Соответствующее исследование опубликовано в Astrophysical Journal, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Университета Юты.