Галактики растут, собирая газ из окружающей среды и превращая его в звезды, но детали этого процесса остаются загадочными. Новые наблюдения, сделанные с помощью Keck Cosmic Web Imager (KCWI) в обсерватории WM Keck на Гавайях, дают самое ясное и самое прямое доказательство того, что холодные газовые потоки спускаются вниз к молодым галактикам, обеспечивая топливо для звезд.
На протяжении многих лет астрономы обсуждали, как именно газ попадает в центр галактик. Он сильно нагревается, когда сталкивается с окружающим горячим газом? Может ли он течь по тонким, плотным потокам, оставаясь относительно холодным? «Современная теория предполагает, что ответ, вероятно, является смесью обоих, но доказательство существования этих холодных газовых потоков до сих пор остается главной проблемой», - говорит соавтор исследования Донал О'Салливан, аспирант в группе, которая создала часть KCWI.
KCWI, разработанный и построенный в Caltech, является самой современной камерой для получения спектральных изображений. Это позволяет астрономам делать снимки таким образом, чтобы каждый пиксель на изображении содержал рассеянный спектр света. Установленный на Keck в начале 2017 года, KCWI является преемником Cosmic Web Imager (CWI), инструмента, который работает в Паломарской обсерватории близ Сан-Диего с 2010 года. KCWI имеет в восемь раз большее пространственное разрешение и в десять раз большую чувствительность, чем CWI.
Вопросом о том, как галактики и звезды образуются из тонких потоков космического газа очарован Кристофер Мартин, профессором физики в Калифорнийском технологическом институте и ведущий автор работы, еще со времени, когда он был еще студентом. Чтобы найти ответы, он руководил командами, которые создали как CWI, так и KCWI. В 2017 году Мартин и его команда использовали KCWI для получения данных о двух активных галактиках - квазарах - с именами UM 287 и CSO 38, но изучать в них хотели не сами квазары. Рядом с каждым из этих двух квазаров находится растущая галактика внутри собственной гигантской туманности, больше Млечного пути и видимая из-за сильного освещения квазаров. Глядя на свет, излучаемый водородом в туманности, в частности на водородную линию, они смогли воспроизвести скорость газа.
«Когда мы использовали CWI в Паломаре раньше, мы могли видеть то, что похоже на вращающийся газовый диск, но мы не могли видеть никаких волокон. Теперь, с повышением чувствительности и разрешения от KWCI, у нас появились более продвинутые модели, и мы видим, что эти объекты питаются газом, вытекающим из прикрепленных волокон, что является ярким доказательством того, что космическая сеть подключена к этому диску и снабжает его "- говорит О'Салливан.
Мартин и его коллеги разработали математическую модель, объясняющую скорости, которые они наблюдали в газе, и проверили ее на галактиках вблизи UM 287 и CSO 38, а также на моделируемой галактике.
Полученные данные являются лучшим доказательством того, что когда-либо моделировалось формирование галактик из потока холодного газа, где он превращается в звезды. До того, как модель стала популярной, ученые предполагали, что галактики втягивают газ и нагревают его до чрезвычайно высоких температур. Следовательно, считалось, что газ постепенно охлаждается, обеспечивая постоянную, но медленную подачу топлива к звездам. В 1996 году исследование проводил Чарльз Стейдель из Caltech, а проф. астрономии Ли А. Дюбридж и соавтор нового исследования разрушили эту модель. Он и его коллеги показали, что далекие галактики производят звезды на очень высоких скоростях - слишком быстро, чтобы объяснить это медленным оседанием и охлаждением горячего газа, который был предпочтительной моделью для подачи топлива молодым галактикам.
Подробнее:
https://www.caltech.edu/about/news/spiraling-filaments-feed-young-galaxies
