Упорядоченная структура галактик возникла гораздо позже, чем считалось
«Астрономы думали, что дисковидные галактики из близких нам районов
Вселенной приняли свою нынешнюю форму около 8 млрд лет тому назад и
затем почти не меняли её, — комментирует Сьюзен Кэссин из Центра космических полётов имени Годдарда, крупнейшей лаборатории НАСА.
— Тенденция, которую мы наблюдали во время нынешнего исследования,
показывает прямо противоположное: галактики постоянно и устойчиво
изменялись в течение этого периода».
Сегодня галактики, которым свойственно частое звездообразование, имеют
форму упорядоченных дисковидных систем. Наша Галактика, галактика
Андромеды и многие другие демонстрируют примеры вращающихся дисковидных
структур, где периферия перемещается вокруг чётко выраженного
галактического ядра.
При
всех обстоятельствах упорядоченность структуры диска галактики тем
выше, чем больше её масса. (Здесь и ниже иллюстрации NASA, Goddard Space
Flight Center.)
В ранней Вселенной всё было не так: звезды не вращались вокруг центра,
как, например, наше Солнце вокруг центра Млечного Пути, а, напротив,
летели кто куда. Лишь постепенно их движение приняло одно направление и
стало упорядоченным вращательным. Но произошло это, замечают
исследователи, значительно позже, чем предполагалось.
Причём чем выше была масса галактики, тем быстрее она эволюционировала в
упорядоченную дисковидную структуру: более массивные уже в ранний
период (6–7 млрд лет назад) имели диск с краями, вращающимися вокруг
центра. Со временем скорость вращения периферийных областей галактик
нарастала. И с этим снижалось количество неупорядоченных структур и
упорядочивалось движение в них звёзд и газовых облаков.
Астрономы полагают, что миф об упорядоченности структур галактик уже к периоду, относящемуся к красному смещению,
равному z = 1 (8 млрд лет назад), смог продержаться так долго потому,
что все исследования морфологии галактик отбрасывали «исключения» — то
есть галактики, которые не выказывали упорядоченности. В итоге
«исключений» часто было больше, чем правил. А подбор только «правильных»
галактик для демонстрации упорядоченности дисков уже при z = 1 приводил
к ложным выводам, на основании которых галактики-«исключения» впредь
отбраковывались за нетипичность.
В
современной галактике М 31, как и в нашей, спиральные рукава вращаются
вокруг центра. 8 млрд лет назад в большинстве случаев движение звезд на
периферии галактик скорее напоминало броуновское.
Избегая такой фильтрации, изучив движение звёзд 544 галактик по проекту Deep Extragalactic Evolutionary Probe 2 (DEEP2) Galaxy Redshift Survey при помощи космического телескопа «Хаббл» и двойного 10-метрового наземного телескопа Обсерватории Кека,
авторы выяснили, что не только 8, но даже и 2 млрд лет назад далеко не
все галактики закончили формирование упорядоченных дисков,
характеризуемых вращением вокруг их ядер.
Результаты исследования означают, что, скорее всего, схожую историю имел
и Млечный Путь. Очевидно, до ряда слияний, резко увеличивших массу
нашей Галактики, и в ней бóльшая часть звёзд двигалась в разных
направлениях и как бог на душу положит.
Соответствующее исследование опубликовано в издании Astrophysical Journal, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.
