Японские астрономы недавно зафиксировали необычную активность в центре Малого Магелланова Облака: массивные звезды там перемещаются с высокой скоростью в противоположных направлениях, как если бы их отталкивали. Подобное поведение не характерно для других галактик, поэтому исследователи провели углубленный анализ, чтобы установить причину этой аномалии.
Магеллановы Облака — две галактики — это Малое Магелланово Облако (ММО) и Большое Магелланово Облако (БМО). Эти объекты обращаются вокруг Млечного Пути на дистанциях в 200 и 160 тысяч световых лет.
Астрономы наблюдают за этой парой звёзд уже более пяти столетий, начиная с эпохи первых мореплавателей, которые использовали их для навигации. Учёные давно предполагали наличие гравитационного влияния между этими двумя звёздными соседями, однако в новой научной работе авторы продемонстрировали, насколько мощным может быть такое взаимодействие.
Ученых особенно интересует процесс звездообразования в карликовой месной галактике ММО. В ней зафиксирована малая доля металлов в составе звезд, что позволяет проводить аналогии с условиями, существовавшими в ранней Вселенной, когда межзвездная среда еще не была насыщена тяжелыми элементами.
Низкое содержание тяжелых элементов влияет на процессы звездообразования. В условиях низкой металличности охлаждение газа протекает иначе, что может приводить к более длительному существованию протопланетных дисков и изменению формирования светил. Все это делает ММО удобной лабораторией для изучения процессов звездообразования в ранней Вселенной.
Команда японских астрономов во главе с Сатоя Накано ( Satoya Nakano) и Кенго Тачихара (Kengo Tachihara) исследователи из Нагойского университета проанализировали перемещения около 7000 массивных звезд в ММО, чтобы определить области с повышенной концентрацией водорода в галактике. Все изученные звезды отличались массой не менее восьми солнечных масс. Эти светила отличаются небольшой продолжительностью жизни: в течение нескольких миллионов лет они станут сверхновыми.
Эти объекты служат показателем мест, где активно формируются звезды — в областях с большим количеством водорода. Именно в регионах, насыщенных водородом, рождаются массивные звезды, ведь водород является их основным «строительным материалом».
Используя данные, полученные с космических телескопов и наземных обсерваторий, ученые создали трехмерную карту перемещения звезд в ММО. Полученные результаты оказались неожиданными даже для самих исследователей. Первоначально они предположили, что допустили вычислительную ошибку. Но повторный анализ подтвердил: звезды не вращались вокруг центра галактики, как ожидалось, а двигались в противоположных направлениях.
Некоторые объекты движутся в направлении Большого Магелланова Облака, в то время как другие – от него. Эта картина схожа с процессом разделения. Расчёты, выполненные с использованием компьютерных моделей, указывают на то, что приливные силы, создаваемые Большим Магеллановым Облаком, приводят к фрагментации галактики.
«Кажется, что гравитационное воздействие Большого Магелланова Облака деформирует соседний объект, подобно тому, как растягивается космическая ткань», — объяснил Тачихара.
В качестве еще одного неожиданного открытия оказалось, что межзвездный газ не вращается. В Млечном Пути газ и молодые звезды движутся согласованно, однако в ММО газовые облака, кажется, неподвижны, в то время как звезды расходятся в разные стороны. Получившаяся картина идет вразрез с общепринятыми представлениями, согласно которым новорожденные звезды изначально повторяют движение газовых масс, из которых они образовались.
Такое неожиданное заключение может побудить астрономов к пересмотру оценок массы галактики, а также к переосмыслению истории ее взаимодействия с Млечным Путем и Большим Магеллановым Облаком. Ранее специалисты пытались воссоздать прошлое этой гравитационно связанной системы из трех тел, однако теперь становится очевидным, что вся картина может оказаться иной.
Магеллановы Облака – это одни из немногих галактик, позволяющих проводить детальное изучение. Поскольку ученые не способны наблюдать за Млечным Путем со стороны и, следовательно, не могут видеть полную картину его движения, изучение Магеллановых Облаков оказывается возможным: их близость позволяет отслеживать пути отдельных звезд.
Учитывая, что одна галактика способна оказывать столь существенное воздействие на другую, подобные взаимодействия, вероятно, были распространены в ранней Вселенной. Это говорит о том, что развитие галактик представляет собой более непредсказуемый и бурный процесс, чем предполагалось ранее.
Научная работа опубликована в The Astrophysical Journal Supplement Series.