Как звёзды загрязняют космос

Группа астрономов под руководством Алекса Кэмерона и Дин Фишер из Центра передового опыта в области астрофизики всего неба в трех измерениях (ASTRO 3D) использовала новую систему построения изображений в обсерватории Кека на Гавайях, чтобы подтвердить, что то, что течет в галактику, есть намного чище, чем то, что вытекает.

Галактики откачивают загрязненные выхлопные газы. Предоставлено: Джеймс Джозефидес, Swinburne Astronomical Productions.

Исследование опубликовано сегодня в Астрофизический журнал.

«Огромные облака газа втягиваются в галактики и используются в процессе создания звезд», — сказала со-ведущий автор Динн Фишер, доцент Центра астрофизики и суперкомпьютеров Университета Суинберна в Австралии.

«На своем пути он состоит из водорода и гелия. Используя новое оборудование под названием Keck Cosmic Web Imager, мы смогли подтвердить, что звезды, сделанные из этого свежего газа, в конечном итоге вытесняют огромное количество материала обратно из системы, в основном через сверхновые.

«Но этот материал больше не является красивым и чистым — он содержит множество других элементов, включая кислород, углерод и железо».

Процесс притока атомов в галактики, известный как «аккреция», и их окончательное изгнание, известный как «истечение», является важным механизмом, регулирующим рост, массу и размер галактик.

Однако до сих пор о составе входящих и исходящих потоков можно было только догадываться. Это исследование является первым подтверждением полного цикла в галактике, отличной от Млечного Пути.

Чтобы сделать свои выводы, исследователи сосредоточились на галактике под названием Mrk 1486, которая находится примерно в 500 миллионах световых лет от Солнца и переживает период очень быстрого звездообразования.

«Мы обнаружили, что существует очень четкая структура того, как газы входят и выходят», — объяснил доктор Алекс Камерон, который недавно перешел из Мельбурнского университета в Австралии в Оксфордский университет Великобритании.

«Представьте, что галактика — это вращающаяся летающая тарелка. Газ поступает относительно незагрязненным из космоса по периметру, а затем конденсируется, образуя новые звезды. Когда эти звезды позже взрываются, они выталкивают другой газ — теперь содержащий эти другие элементы — через верх и низ ».

Элементы, составляющие более половины Периодической таблицы, выкованы глубоко внутри ядер звезд посредством ядерного синтеза. Когда звезды коллапсируют или становятся новыми, результаты катапультируются во Вселенную, где они образуют часть матрицы, из которой возникают новые звезды, планеты, астероиды и, по крайней мере, в одном случае, жизнь.

Mrk 1486 был идеальным кандидатом для наблюдения, потому что он находится «с ребра» от Земли, а это означает, что выходящий газ можно было легко увидеть, а его состав измерить. Большинство галактик находятся под неудобным углом для такого рода исследований.

«Эта работа важна для астрономов, потому что мы впервые смогли установить ограничения на силы, которые сильно влияют на то, как галактики образуют звезды», — добавил профессор Фишер.

«Это приближает нас на один шаг к пониманию того, как и почему галактики выглядят именно так, и как долго они прослужат».

Другие ученые, участвующие в работе, базируются в Техасском университете в Остине, Мэрилендском университете в Колледж-Парке и Калифорнийском университете в Сан-Диего — все в США, а также в Университете Консепсьон в Чили.