В апреле 2017 года международная группа астрофизиков описала галактику ZF-COSMOS-20115. Ее наблюдали в тот момент, когда Вселенной было всего 1,65 миллиарда лет из нынешних 13,7. Возраст системы был около семисот миллионов лет, но в последние четыреста тысяч из них активного звездообразования в ней не происходило.
Иными словами, она умерла, хотя эволюционные модели и не допускали существование столь далеких мертвых галактик.
Впрочем, уже в июне того же года в Nature вышла статья международного коллектива ученых, утверждающая: галактики, не способные самостоятельно формировать новые звезды, были практически с самого начала времен. Около половины крупнейших систем Вселенной исчерпали собственные строительные ресурсы уже девять миллиардов лет назад. Причем эта участь постигла не только эллиптические, но и спиральные галактики.
Авторы статьи предположили, что звездные системы гибнут из-за скоплений темной материи на их окраинах. Эти скопления заставляют «обычную» материю, потоки которой падают из межгалактической среды, ускорять движение и разогреваться. В результате галактики теряют доступ к свежим стройматериалам и перестают формировать звезды. Именно такая участь, по мнению ученых, постигла спиральную MACS 2129-1 более десяти миллиардов лет назад.
Согласно альтернативной теории, смерть галактик — результат их столкновений друг с другом, которые приводят к резким вспышкам звездообразования и «выгоранию» запасов нейтрального газа.
Мертвая галактика MACS 2129-1
Оживший зомби
Наша родная Галактика — Млечный Путь — была мертвой два миллиарда лет, но затем воскресла. К такому выводу пришли японские ученые, проанализировав химический состав звезд. Оказалось, что для одной группы светил характерно повышенное содержание кислорода, магния, кремния, кальция, серы и титана, а второй присущ высокий уровень железа. Это значит, что звезды формировались в разные эпохи, разделенные значительным промежутком времени, в течение которого Галактика фактически была мертва.
В первую эпоху Млечный Путь притягивал к себе холодный газ из межгалактического пространства. Именно его скопления послужили основой для звезд первого поколения. Они просуществовали совсем недолго по космическим меркам и уже через десять миллионов лет взорвались, дав жизнь сверхновым типа II, которые выпустили в межзвездную среду кислород, кальций, кремний и магний.
Примерно семь миллиардов лет назад ударные волны от взрывов сверхновых разогрели облака космического газа. Он перестал циркулировать по Галактике, процессы формирования новых звезд прекратились, и Млечный Путь умер. Однако продолжали вспыхивать сверхновые типа Ia, обогащавшие космос железом и другими тяжелыми элементами. За пять миллиардов лет они охладили газ, и звездообразование запустилось вновь. Так возникли светила второго поколения, к которым относится и Солнце.
Интересно, что среди звезд нашей Галактики есть и такие, чей состав кардинально отличается от остальных. Например, объект J1124 + 4535 очень беден магнием и обогащен европием. По мнению исследователей, похожее соотношение элементов ранее наблюдалось у звезд из карликовых систем, вращающихся вокруг Млечного Пути. И значит, J1124 + 4535 могла родиться в другой галактике, которую поглотил Млечный Путь.
Так выглядит наша родная Галактика — Млечный Путь
Соседи на съедение
Пожирание звездных систем друг другом не редкость во Вселенной. Ближайшая к нам галактика Андромеды, находящаяся на расстоянии около 2,5 миллиона световых лет, в течение последних десяти миллиардов лет поглотила несколько сотен карликовых соседей. Их следы в гало — невидимой части галактики — заметили австралийские и британские астрофизики.
По их оценкам, соседи влились в космического монстра семь-десять миллиардов лет назад. А два миллиарда лет назад Андромеда съела довольно крупную галактику M32p, считающуюся близнецом Млечного Пути. Примерно через 4,7 миллиарда лет похожая участь грозит и нам. Но поскольку Андромеда и Млечный Путь близки по размерам, еще неизвестно, кто кого поглотит.
Галактики-каннибалы. Слева — W2246-0526, справа — галактика Андромеды
Зато прямо сейчас можно наблюдать подобный процесс фактически в прямом эфире. Речь об инфракрасной W2246-0526 и ее трех карликовых спутниках. Исследователи из НАСА изучали окрестности W2246-0526 при помощи микроволнового телескопа ALMA и обратили внимание на то, что галактика и огромная черная дыра в ее центре соединены с тремя ближайшими системами толстыми линиями из холодного газа. Это свидетельствует о том, что W2246-0526 в данный момент буквально разрывает на части соседей, высасывая из них газ, пыль и темную материю.