Рачительная галактика: повторная утилизация

Процессу вторичного использования вещества в ходе последовательных циклов звездообразования посвящены сразу несколько недавно появившихся исследований, проведенных группами Николаса Ленера (Nicolas Lehner), Джейсона Тамлинсона (Jason Tumlinson) и Тодда Триппа (Todd Tripp). В работах ученые использовали возможности спектрографа COS, установленного на орбитальном телескопе Hubble в 2009 г.: ведя наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне, он позволил внимательно рассмотреть распределение газового гало в Млечном Пути и 40 других галактиках. Дополнительно использовались наземные телескопы обсерваторий, расположенных на Гавайях, в Чили и в Аризоне, с помощью которых велись измерения других важных для исследований параметров соответствующих галактик.

По современным представлениям, гало межзвездного газа, окутывающее галактики, является «отработанным» материалом, некогда составлявшим звезды. В результате взрывов сверхновых это вещество было разбросано далеко, зачастую за пределы видимой части галактического диска. Однако новые исследования показали, что гало – не просто «мусорная свалка» галактики. Оно отнюдь не находится в покое: колоссальные объемы вещества снова перемещаются внутрь, питая процесс формирования новых поколений звезд.

По оценке ученых, водорода у Млечного Пути в этих облаках – только в пределах 20 тыс. световых лет от галактики – достаточно для появления порядка сотни миллионов звезд, подобных нашему Солнцу. Частью этот газ уже побывал в составе звезд предыдущих поколений и был рассеян после их гибели во взрывах новых и сверхновых, о чем говорит насыщенность его тяжелыми элементами, появившимися в процессе жизни этих звезд.

Новые данные показывают, что в некоторых случаях несущее тяжелые элементы газовое гало простирается на внушительное расстояние – до 450 тыс. световых лет – за пределами видимой части галактического диска. И количество элементов тяжелее водорода и гелия в них просто поражает. Для одной из галактик, имеющей гало массой около миллиарда солнечных масс одного, только кислорода в нем обнаружилось 10 млн солнечных масс. Пригодного для формирования новых звезд вещества в газовом облаке за пределами галактики оказалось не меньше, чем в самой галактике.

Зато в галактиках, уже прекративших формирование новых звезд, газовое гало практически незаметно. Возможно, ранее происходившее звездообразование достигало такой интенсивности, что вспышки звезд буквально расшвыряли «лишнее» вещество далеко по космосу, и галактика потеряла источник, подпитывающий рождение новых звезд.

По данным наблюдений, когда процесс формирования звезд идет с большой скоростью – скажем, в сотню солнечных масс в год – он раскаляет газовое гало до 2 млн градусов и распыляет его в межгалактическом пространстве на скорости в миллионы километров в час. Вещество навсегда покидает галактику и не может питать ее дальнейшую жизнь. Так даже активная спиральная галактика вроде Млечного Пути в итоге может превратиться в угасающую эллиптическую. Так галактика приближается к последней черте.