Новое исследование выявило существенное различие между галактиками, находящимися в разных космических условиях. Ученые обнаружили, что галактики, у которых больше соседей, как правило, крупнее своих "одиноких" собратьев схожей формы и массы.
Десятилетия космических загадок
На протяжении десятилетий астрономы знали, что некоторые галактики находятся в плотных скоплениях, имея множество соседей поблизости. Другие же дрейфуют в космосе практически в одиночестве, имея мало галактик или вовсе не имея их в своем уголке Вселенной.
Взаимосвязь между размером галактики и ее окружением долгое время оставалась предметом споров среди астрофизиков. Предыдущие исследования, изучавшие эту тему, приходили к противоречивым выводам - одни утверждали, что галактики в скоплениях меньше изолированных, другие приходили к противоположному заключению.
Машинное обучение приходит на помощь
Новое исследование, проведенное учеными из Вашингтонского университета, Йельского университета, Потсдамского астрофизического института и Университета Васэда, похоже, ставит точку в этом вопросе. Проанализировав с помощью нового инструмента машинного обучения миллионы галактик, ученые пришли к выводу, что галактики в более плотных областях Вселенной до 25% крупнее изолированных галактик.
Исследователи использовали данные обзора миллионов галактик, проведенного с помощью телескопа Субару на Гавайях в рамках программы Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program. Из этого массива были отобраны около 3 миллионов галактик с данными наивысшего качества. Затем с помощью алгоритма машинного обучения был определен размер каждой галактики.
Подсчет соседей
Следующим шагом ученые виртуально поместили вокруг каждой галактики окружность радиусом 30 миллионов световых лет, представляющую ее непосредственное окружение. И задались простым вопросом: сколько галактик-соседей находится внутри этой окружности?Ответ показал четкую общую тенденцию: галактики с большим количеством соседей в среднем также были крупнее.
Причины различий в размерах
Причин такого различия может быть множество. Возможно, плотно сгруппированные галактики изначально формируются более крупными или с большей вероятностью сливаются с близкими соседями. Не исключено, что свою роль играет темная материя - загадочная субстанция, составляющая большую часть материи во Вселенной, но не поддающаяся прямому обнаружению.
Теоретическим астрофизикам предстоит провести более обширные исследования с использованием симуляций, чтобы окончательно установить, почему галактики с большим количеством соседей, как правило, крупнее. Пока ученые могут с уверенностью сказать лишь то, что эта взаимосвязь между окружением галактики и ее размером действительно существует.
Новые вопросы о формировании галактик
Полученные результаты не только помогают разрешить давний спор, но и ставят новые вопросы о том, как галактики формируются и эволюционируют на протяжении миллиардов лет.
Текущие теории формирования и эволюции галактик не могут в полной мере объяснить тот факт, что галактики в скоплениях крупнее своих идентичных "собратьев" в менее плотных областях Вселенной. Это одна из самых интересных особенностей астрофизики - иногда результаты наблюдений расходятся с теоретическими предсказаниями, заставляя ученых возвращаться к теориям и модифицировать их для лучшего соответствия данным.
Заключение
Новое исследование с использованием большого массива данных и передовых методов машинного обучения позволило астрономам сделать важный шаг в понимании взаимосвязи между размером галактик и их космическим окружением. Обнаруженный факт, что галактики в плотных скоплениях в среднем крупнее изолированных, ставит новые вопросы перед теоретической астрофизикой. Для их решения потребуются дальнейшие исследования с использованием компьютерного моделирования процессов формирования и эволюции галактик.
Источники:
- University of Washington. "Galaxies in dense environments tend to be larger, settling one cosmic question and raising others". https://www.washington.edu/news/2024/08/14/galaxy-size/
- ENN. "Galaxies in Dense Environments Tend to be Larger, Settling One Cosmic Question and Raising Others". https://www.enn.com/articles/75086-galaxies-in-dense-environments-tend-to-be-larger-settling-one-cosmic-question-and-raising-others
