Новая космическая обсерватория «Евклид» позволила ученым определить, на каком этапе развития находится галактика, исходя из интенсивности ее звездообразования. Анализ показал, что их можно разделить на три группы: в большинстве ближайших галактик продолжается рождение звезд, в других этот процесс завершился много времени назад, а в третьих он остановился неожиданно и относительно недавно.
Галактике Млечный Путь насчитывается более 12 миллиардов лет, и в ней находятся звезды гораздо более древнего возраста. Самые молодые из них существуют менее 100 тысяч лет – это очень короткий срок, если говорить о космических масштабах. Этот факт указывает на то, что в Млечном Пути продолжается активное формирование звезд: ежегодно здесь появляется в среднем две-три новые звезды. Тем не менее, существуют галактики, в которых процессы звездообразования протекают гораздо менее интенсивно.
Среди галактик, таких как M87, выделяется ее, казалось бы, «безжизненный» вид. В 2019 году астрономам впервые удалось запечатлеть тень сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре этой галактики. Масса этой черной дыры оценивается в несколько миллиардов солнечных масс. К примеру, центральная черная дыра нашей галактики Млечный Путь обладает массой, примерно в четыре миллиона солнечных масс.
Аккрецирующая черная дыра в центре галактики M87 выбрасывает из областей, расположенных вблизи своих полюсов, огромные потоки плазмы, известные как релятивистские струи. Специалисты полагают, что эта деятельность приводит к удалению из галактики вещества, необходимого для формирования новых звёзд – межзвёздного газа. В связи с этим в M87 наблюдается дефицит молодых звезд.
Интенсивность звездообразования в галактиках и факторы, определяющие его прекращение, — одна из ключевых задач, над которой работают ученые, в том числе с использованием космической обсерватории «Евклид», запущенной в 2023 году. Аппарат функционирует на расстоянии полутора миллионов километров от Земли и в настоящее время создает детальную карту звездного неба. Недавно исследователи получили первый значительный массив данных с телескопа и уже представили предварительные результаты.
Одна из опубликованных работ, доступная на сервере препринтов arXiv, новое исследование, выполненное при помощи телескопа «Евклид», посвящено «гаснущим» галактикам. По словам международной группы астрономов, «Евклид» позволил классифицировать галактики на три группы, основываясь на этапах их эволюции».
К первой категории относятся «стареющие» галактики (Ageing), в числе которых находится и Млечный Путь. Эти галактики продолжают эволюционировать и активно формируют новые звёзды. Подавляющее большинство галактик в нашей «местной» Вселенной, а именно около 70 процентов, относятся к этой категории.
Около 8–17% галактик представляют собой так называемые «потухшие» объекты (Quenched). В них звездообразование остановилось неожиданно и сравнительно недавно. В качестве примера можно привести линзовидную галактику NGC 1266, где рождение звезд прекратилось несколько сотен миллионов лет назад. По мнению астрофизиков, ее эволюцию также остановила активность сверхмассивной черной дыры.
Третий тип галактик, получивший название «Retired» (пенсионеры), характеризуется практически полным прекращением звездообразования, произошедшим очень давно. Ярким примером является M87. Как утверждают исследователи, это преимущественно массивные эллиптические и линзовидные галактики, чья общая масса может достигать нескольких триллионов масс Солнца.
Среди галактик, демонстрирующих признаки старения, чаще всего встречаются объекты меньшего размера, например, Млечный Путь. Масса нашей Галактики оценивается приблизительно в полтора триллиона солнечных масс. Галактики, которые испытали внезапную остановку звездообразования, как правило, имеют массу до нескольких сотен миллиардов солнечных масс.
Ученые провели сопоставление структуры и химического состава галактик. В результате выяснилось, что «галактики-пенсионеры» как правило более компактны и характеризуются высоким содержанием тяжелых элементов. «Стареющие» галактики, наоборот, содержат меньше этих элементов и чаще имеют дискообразную форму. «Потухшие» занимают промежуточное положение между этими двумя типами.