Ранее считалось, что галактики после звездообразования рассеивают весь свой газ и пыль - топливо, необходимое для создания новых звезд - в виде сильных всплесков энергии и с необычайной скоростью. Теперь новые данные с Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) показывают, что эти галактики в конце концов не рассеивают все свое звездообразующее топливо. Вместо этого после своего предполагаемого конца эти спящие галактики удерживают и сжимают большое количество высококонцентрированного турбулентного газа. Но, вопреки ожиданиям, они не используют его для формирования звезд.
Учёные ожидают, что в большинстве галактик газ будет распределяться подобно звёздному свету. Но для галактик после звездообразования, или PSB, это не так. PSB отличаются от других галактик, потому что они рождаются в результате сильных столкновений или слияний между галактиками. Слияния галактик обычно вызывают массивные всплески звездообразования, но в PSB этот всплеск замедляется и почти полностью прекращается почти сразу после его начала. В результате ученые ранее полагали, что на центральных звездообразующих фабриках этих галактик осталось мало или совсем не осталось звездообразующего топлива. И до сих пор считалось, что молекулярные газы были перераспределены по радиусам далеко за пределы галактик либо в результате звездных процессов, либо в результате воздействия черных дыр. Новые результаты бросают вызов этой теории.
Мы уже давно знаем, что вблизи PSB остается большое количество молекулярного газа, но не можем сказать, где именно, что, в свою очередь, мешает нам понять, почему эти галактики перестали формировать звезды.. Теперь мы обнаружили значительное количество оставшегося газа в галактиках, и этот оставшийся газ очень компактен», - сказал Адам Смерчина, астроном из Вашингтонского университета и главный исследователь исследования. «В то время как этот компактный газ должен формироваться звезды эффективно, это не так. На самом деле, он менее чем на 10 процентов эффективнее, чем ожидается от такого же компактного газа».
В дополнение к тому, что газ в наблюдаемых спящих или покоящихся галактиках был достаточно компактным для образования звезд, он преподнес команде еще один сюрприз: он часто располагался в центре, хотя и не всегда, и был на удивление турбулентным.. В совокупности эти две характеристики породили у исследователей больше вопросов, чем ответов.
«Скорость звездообразования в PSB, которую мы наблюдали, намного ниже, чем в других галактиках, даже несмотря на то, что там достаточно топлива для поддержания процесса», - сказала Смерчина. «В этом случае звездообразование может быть подавлено из-за турбулентности газа, подобно тому, как сильный ветер может подавить огонь. Тем не менее, звездообразование также может быть усилено турбулентностью, точно так же, как ветер может раздувать пламя, поэтому понимание того, что генерирует эту турбулентную энергию и как именно она способствует бездействию, является остающимся вопросом этой работы».
Декер Френч, астроном из Университета Иллинойса и соавтор исследования, добавил: «Эти результаты поднимают вопрос о том, какие источники энергии присутствуют в этих галактиках, чтобы вызвать турбулентность и предотвратить образование газа. новые звезды. Одна из возможностей - энергия аккреционного диска центральных сверхмассивных черных дыр в этих галактиках».
Четкое понимание процессов, управляющих формированием звезд и галактик, является ключом к предоставлению контекста Вселенной и нашего места в ней. Открытие турбулентного компактного газа в бездействующих галактиках дает исследователям еще один ключ к разгадке тайны того, как именно галактики живут, развиваются и умирают в течение миллиардов лет. А это означает дополнительные будущие исследования с помощью 1,3-мм приемника ALMA, который видит то, что иначе было бы невидимым, с абсолютной ясностью.
Дж. Д. Смит, астроном из Университета Толедо и соавтор исследования, сказал: «Есть многое в эволюции типичной галактики, которую мы не понимаем, и переход от их яркой звездообразующей жизни к покою очень важен. один из наименее изученных периодов. Хотя постзвездные вспышки были очень распространены в ранней Вселенной, сегодня они довольно редки. Это означает, что ближайшие примеры все еще находятся на расстоянии сотен миллионов световых лет, но эти события предвещают возможный исход столкновение или слияние галактики Млечный Путь и галактики Андромеды через несколько миллиардов лет. Только с невероятной разрешающей способностью ALMA мы смогли заглянуть глубоко в молекулярные резервуары, оставшиеся «после падения».
Смерчина добавила: «Часто бывает так, что мы, астрономы, интуитивно получаем ответы на свои вопросы, прежде чем делать наблюдения, но на этот раз мы узнали нечто совершенно неожиданное о Вселенной».
Результаты исследования опубликованы сегодня в The Astrophysical Journal.