Астрономы из США получили конкретные доказательства теории, предложенной около двадцати лет назад, которая объясняет, как массивные галактики получают вещество, необходимое для своего формирования. С точки зрения наблюдателя, похоже, что огромное космическое образование поглощает холодный газ из межгалактического пространства, используя гигантские структуры, напоминающие трубочки для коктейлей.
Для поддержания долгой жизни, то есть образования новых звезд и сопротивления гравитационным силам, способным вызвать сжатие, галактикам требуется все больше вещества с увеличением их размера. Вокруг галактик присутствует значительное количество материала — в основном горячего газа и темной материи, которые формируют окологалактическую среду ( circumgalactic medium). Однако эти огромные объемы вещества не могут служить «пищей». Причина заключается в том, что темная материя практически не взаимодействует с обычной, а этот газ слишком горячий, поскольку его атомы движутся с такой скоростью, что не могут гравитационно притягиваться к галактике.
Примерно два десятилетия назад появилась гипотеза о том, как старые, крупные галактики могут поддерживать активное звездообразование в течение длительного периода. Согласно этой теории, они поглощают потоки холодного межгалактического газа, который служит строительным материалом для новых звезд. Безусловно, реальный механизм гораздо сложнее, чем предложенное нами упрощение. Эта теория была логичной и хорошо аргументированной, однако нуждалась в эмпирическом подтверждении, которое долгое время отсутствовало – до недавнего времени, что, несомненно, позитивно.
Интересное открытие сделали ученые из Университета Айовы ( University of Iowa). Обо всех деталях было сообщено в научной публикации, вышедшей в журнале Astrophysical Journal. Предоставление препринта статьи, включая внесенные исправления по результатам рецензирования, размещен на портале arXiv. В статье представлены итоги исследования, основанного на анализе данных о более чем 70 тысячах галактик, характеризующихся интенсивным звездообразованием. Ученым удалось наблюдать одну из этих галактик с обратной стороны, причем ее освещали одновременно два квазара. Это дало возможность исследовать спектры газа, находящегося в окологалактическом пространстве, и выявить три потока холодного газа, обеспечивающих питанием рассматриваемый объект.
Изучаемая галактика расположена в скоплении объектов, обозначенном кодом GAMA J0913−0107 и пока не имеет названия или собственного номера. Она настолько удалена от земных наблюдателей, а также скрыта облаками пыли и газа, что обнаружить ее можно только с помощью сложных систем субмиллиметровых радиотелескопов. Два еще более далеких квазара находятся ровно в таком положении относительно Земли: их излучение проходит сквозь окружающую цель исследования среду. И в этой области пространства есть целых три колоссальных потока газа, падающих аккурат в центр активного образования новых звезд.
Анализ спектральных характеристик газовых потоков выявил, что они в основном состоят из водорода. Содержание более тяжелых химических элементов незначительно, что указывает на то, что газ не является продуктом внутригалактических процессов. В случае обратного процесса концентрация металлов (в астрономическом понимании – элементов тяжелее гелия) была бы существенно выше.
Эти образования формируются в недрах звёзд и выбрасываются в космическое пространство по завершении их жизненного цикла. Таким образом, газ, насыщенный тяжёлыми элементами, является главным продуктом активных галактик. Если же сам исследуемый объект, по мнению американских астрономов, является источником этих газовых потоков, то необходимо было бы объяснить их необычайно низкую температуру.