Галактика «Лихе око»: зловісний відблиск нарешті можна пояснити

Щоб зрозуміти, чому M64 більш відома як галактика Лихого Ока, не потрібна велика уява. Сидячи в безодні космічного вакууму, він, здається, кидає зловісне світло на космос, хмара пилу обрамляє його видиму периферію, як темний синець .

Галактика ще дивніша, ніж здається. Її багатий на водень зовнішній диск обертається в протилежному напрямку до внутрішнього диска зірок галактики, що вказує на відмінності в їхньому походженні.

Тепер астрономи з’ясували, що газоподібний водень зовнішнього диска походить від меншої, багатої на газ супутникової карликової галактики, одну з яких M64 нещодавно канібалізувати та загорнути в неї. Це матеріал цієї меншої галактики, який затемнює околиці M64.

Це відкриття може дати нам можливість зазирнути в майбутнє нашої власної галактики Чумацький Шлях. Оцінки маси та вмісту роздробленого супутника свідчать про те, що він був надзвичайно схожий на Малу Магелланову Хмару, карликову галактику-супутник Чумацького Шляху, яка одного дня буде включена до більшої маси.

Ці висновки, очолювані астрономом Адамом Смерчіною з Університету Вашингтона, були прийняті в The Astrophysical Journal Letters і доступні на сервері препринтів arXiv.

«Ми знаходимо докази вражаючої черепашки та інших приливних структур, що вказують на поточне радіальне злиття на пізній стадії», — пишуть дослідники .

«Ми оцінюємо зоряну масу галактики-попередниці в 500 мільйонів сонячних мас, з металічністю [M/H] ≃ −1 – дуже подібною до маси та металевості Малої Магелланової Хмари.

«Маса зовнішнього газового диска М64, що обертається протилежно, також порівнянна з масою газу Малої Магелланової Хмари, що свідчить про те, що найбільш імовірним походженням унікального диска М64, що обертається протилежно, було недавнє злиття з багатим газом супутником, дуже схожим на Мала Магелланова Хмара».

Вважається, що злиття галактик є дуже важливою частиною росту та еволюції галактик. Ці події не тільки збільшують масу галактики, але й наповнюють її новим матеріалом і гравітаційними взаємодіями, які прискорюють утворення зірок, підтримуючи життя галактики новими поколіннями зірок.

Чумацький Шлях багато разів зливався з іншими галактиками протягом своєї довгої 13,6 мільярдної історії, і ми можемо бачити інші галактики у Всесвіті на різних етапах процесу злиття.

Оскільки галактичний канібалізм не рідкість, здавалося розумним вважати, що дивний газ на краю M64 був результатом однієї з цих подій.

Однак попередні дослідження виявили дивовижно мало ознак недавньої взаємодії галактик між галактиками, що призвело до припущення, що водневий диск був витягнутий просто з простору навколо галактики або в результаті короткої зустрічі з іншою галактикою під назвою «проліт». Кома П .

Однак доказів будь-якого з цих сценаріїв також бракувало; тому Смерчіна та його колеги залучили Hyper Suprime-Cam телескопа Subaru для вивчення простору навколо M64, приблизно за 1,4 мільйона світлових років від нас, шукаючи ознаки походження зовнішнього диска в самотніх зірках далеко від основного диска галактики.

Їхні спостереження показали те, що вони назвали явними слідами галактичного злиття. Вони знайшли галактичне гало – дифузну сферу з темної матерії , газу та зірок, яка інкапсулює спіральні галактики, яка, як вважають, утворюється та росте через злиття галактик .

Але вони також знайшли докази снаряда. Це щільність зірок, яка виникає через гравітаційну взаємодію між двома галактиками, що зливаються. Коли галактики обертаються навколо одна одної, їхня гравітаційна взаємодія створює силу опору, яка змушує зірки зіштовхуватися одна з одною, схоже на вершини брижів у ставку.

Порівняння з моделюванням показало, що розподіл снарядів навколо M64 узгоджується з тим, що відомо як «незначне» злиття; тобто поглинання супутникової карликової галактики більшим господарем.

Рух газу свідчить про те, що цей супутник мав частково ретроградну орбіту навколо M64. А запорошений центр і темні плями пилу є результатом постійного злиття, коли матеріал стикається з внутрішнім газовим диском M64.

Щоб підтвердити цей сценарій, дослідники використали дані Хаббла для оцінки маси та складу поглиненої галактики. Вони отримали зоряну масу близько 500 мільйонів сонячних мас, що відповідає 300 мільйонам до мільярда сонячних мас Малої Магелланової Хмари.

Маса водневого диска навколо M64 також становить приблизно 500 мільйонів мас Сонця, що знову ж таки, кажуть дослідники, узгоджується з 400 мільйонами мас газу в Малій Магеллановій Хмарі. Разом ці підказки, здається, досить переконливо вказують на галактичний канібалізм, досить недавно, щоб залишити ці сліди – протягом останнього мільярда років.

«Після десятиліть цікавості нарешті виявлено ймовірне походження газу Лихого Ока, що обертається протилежно», — пишуть дослідники .

«Ми припускаємо, що його зовнішній газовий диск нещодавно накопичився під час злиття 52:1 з галактикою Малої Магелланової Хмари масою і тепер стикається з існуючим внутрішнім газовим диском, викликаючи спалах зореутворення на межі диск–диск і керуючи видимі смуги пилу, завдяки яким він отримав свою назву. Майбутні спостереження та теоретичні дослідження допоможуть перевірити цю ідею».

Тим часом M64 може допомогти нам зрозуміти, як утворюються зоряні гало. Можливість обчислити попередній орбітальний рух галактики-супутника, яка зараз знищена, може допомогти відтворити еволюцію гало M64, забезпечуючи цінне уявлення про зростання цих таємничих структур.