Согласно новому исследованию, основанному на данных Космического телескопа Хаббл НАСА, галактика Андромеда снижает темпы звездообразования примерно последние 500 миллионов лет. Исследователи также установили, что это замедление ускорилось в течение последних 40 миллионов лет. Результаты работы были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal в понедельник.
Методология изучения Андромеды
Андромеда, расположенная на расстоянии около 2,5 миллиона световых лет от Земли, представляет собой спиральную галактику, схожую по размеру с Млечным Путем. Благодаря своей относительно близости и возможности наблюдения невооруженным глазом в местах с темным небом, ученые могут детально изучать ее звездные популяции и восстанавливать историю подобных галактик.
Выводы были получены путем объединения данных двух обзоров Хаббла: Panchromatic Hubble Andromeda Treasury и Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury. Эти обзоры позволили картировать около двух третей диска Андромеды в высоком разрешении, что позволило проанализировать приблизительно 200 миллионов звезд.
Ученые использовали различия между молодыми и старыми звездами для реконструкции истории галактики. Более массивные звезды обычно имеют голубой цвет и живут меньше, тогда как менее массивные звезды более красноватые и долговечные. Следовательно, области с недавним звездообразованием демонстрируют бо́льшую долю голубых звезд. Для проведения этого анализа изображения Андромеды были разделены на тысячи участков размером 300 световых лет по стороне, что позволило оценить историю звездообразования в каждой из них.
Бен Уильямс, астроном из Университета Вашингтона и соавтор исследования, заявил изданию Phys: «Нам необходимо измерять отдельные звезды, поскольку они являются окаменелым регистром формирования галактики. Хаббл — единственный телескоп, способный обеспечить достаточно высокое пространственное разрешение на достаточно большой площади для выполнения этого в Андромеде».
Динамика замедления звездообразования
Предыдущие исследования уже показывали, что Андромеда пережила интенсивный период звездообразования около 2 миллиардов лет назад, вероятно, после взаимодействия или слияния с другой галактикой. С тех пор эта активность постепенно ослабевала.
Исследователи подсчитали, что 500 миллионов лет назад Андромеда формировала звезды со скоростью, эквивалентной примерно одной солнечной массе в год. Эта скорость упала примерно до половины солнечной массы в год 40 миллионов лет назад. В настоящее время темп составляет около пятой части массы Солнца в год.
Команда также определила местоположение этого снижения. Большая часть недавнего звездообразования сосредоточена в кольце, расположенном примерно в 32 тысячах световых лет от центра галактики. По мнению авторов, значительная часть наблюдаемого спада является следствием уменьшения активности именно в этой области.
Согласно исследованию, снижение звездообразования больше связано с естественным ослаблением активности самой галактики, нежели с недостатком газа и пыли, необходимых для рождения новых звезд. Тобин Уэйнер, ведущий автор исследования и исследователь из Университета Вашингтона, сравнил это с состоянием после марафона: «Иногда нужно восстановить дыхание».
Возможная связь с галактикой M32
Ученые также исследовали потенциальную взаимосвязь между снижением активности в Андромеде и ее соседством с карликовой галактикой M32 (Мессье 32). Хотя обе галактики разделены примерно 16 тысячами световых лет в небесной плоскости, их трехмерное положение остается неопределенным, что мешает понять, происходило ли взаимодействие между ними и когда.
Чжоу Чэнь, соавтор исследования и исследователь из Университета Вашингтона, отметил: «Одна из основных мотиваций этой программы заключалась в изучении возможных взаимодействий между M32 и диском Андромеды».
Данные Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury показали, что область Андромеды, прилегающая к M32, продемонстрировала снижение звездообразования по сравнению с другими областями. Согласно исследованию, этот спад начался примерно 60 миллионов лет назад, что может помочь сузить период возможного взаимодействия между двумя галактиками.
Уэйнер заявил изданию Phys: «Мы не можем прямо утверждать, что наблюдаем снижение звездообразования из-за M32. Но она там, и это, безусловно, наиболее вероятное подозрение».
Дальнейшие планы исследований
Команда планирует продолжать анализ данных Хаббла и комбинировать их с наблюдениями, сделанными наземными телескопами, чтобы углубить понимание эволюции Андромеды.
Раджа ГухаТакurta, соавтор исследования и исследователь из Калифорнийского университета в Санта-Крус, подчеркнул: «Эти архивные данные имеют огромную научную ценность. Андромеда важна, потому что она достаточно близка, чтобы ее можно было рассмотреть в мельчайших деталях, при этом предоставляя глобальную перспективу».
Исследователи также надеются расширить эту картину с помощью будущего Космического телескопа Нэнси Грейс Роман НАСА, запуск которого запланирован с воскресенья, 30 августа. Этот телескоп, имеющий поле зрения, покрывающее как минимум в 100 раз большую площадь, чем Хаббл в ближнем инфракрасном диапазоне, должен будет зафиксировать весь диск Андромеды и часть ее гало, что позволит проанализировать сотни миллионов звезд.