Коллектив авторов - Космос. От Солнца до границ неизвестного

Не связывайтесь с Млечным Путем. Этот урок на собственном горьком опыте хорошо усвоила одна слабая галактика из созвездия Геркулеса. Стоило ей нырнуть в нашу Галактику, как гравитационное поле Млечного Пути разорвало ее на части.

Карликовая галактика в созвездии Геркулеса сейчас находится на расстоянии 460 000 световых лет от Земли, то есть почти в три раза дальше, чем самая яркая галактика-спутник Млечного Пути – Большое Магелланово Облако. Звезды этой карликовой галактики разбросаны далеко друг от друга: гравитационное поле Млечного Пути растащило их в разные стороны.

Андреас Кюппер и Кэтрин Джонстон с коллегами из Колумбийского университета (г. Нью-Йорк, США) рассчитали путь карликовой галактики в Геркулесе через Млечный Путь, зная наблюдаемые положения и скорости отдельных звезд. У них получилось, что самый далекий объект, принадлежавший карликовой галактике, сейчас находится на расстоянии 600 000 световых лет от центра Млечного Пути, а самый близкий – на расстоянии всего лишь 16 000 световых лет. Это ближе, чем любая другая галактика-спутник может подойти к центру. Это даже ближе, чем от нас до центра нашей Галактики.

Сближение галактики в Геркулесе с Млечным Путем 500 миллиардов лет назад оказалось для карликовой галактики фатальным. Вещество из нашей Галактики наводнило ее просторы. Гравитационное притяжение этого нового вещества, поступившего в карликовую галактику, стало сильнее притягивать к ее центру звезды и темную материю. Затем, когда карликовая галактика обогнула центр Млечного Пути, звезды и темная материя вновь отлетели прочь, и галактика приняла теперешнюю, сильно вытянутую форму. Сегодня звезды, принадлежавшие когда-то карликовой галактике в созвездии Геркулеса, относятся скорее к Млечному Пути, а не к этой карликовой галактике – они настолько сильно разбросаны по разным сторонам, что практически не чувствуют притяжения друг друга.

И все же звезды продолжают двигаться по одним и тем же траекториям, как парашютисты, выпрыгнувшие из одного и того же самолета. Джонстон предсказывает, что, когда галактика отважится приблизиться к нам в следующий раз, ее можно будет лицезреть как поток звезд, проносящихся мимо с очень высокой скоростью.

В 2014 году космический телескоп «Хаббл» обнаружил несколько спиральных галактик, которые мчатся навстречу скоплениям галактик. В процессе этого стремительного движения они буквально разрываются на части, становясь похожими на бесформенных космических медуз с аморфными телами и светящимися щупальцами-звездами. Наблюдения телескопа «Хаббл» позволили увеличить число известных аморфных «медузоподобных» галактик более чем в два раза и должны поспособствовать более ясному пониманию процесса трансформации галактик.

Мы знаем, что скопления галактик содержат гораздо больше эллиптических галактик, чем спиральных; возможно, это указывает на то, что новые, примыкающие к скоплениям спиральные галактики каким-то образом трансформируются в эллиптические. Харальд Эбелинг из Гавайского университета (г. Гонолулу, Гавайи, США) считает, что галактики-медузы как раз и отражают процесс этой трансформации.

Пространство между галактиками в скоплении пронизано газом с очень высокими температурами. Поэтому галактика-чужестранка не может тихо и незаметно войти в скопление. Горячий газ скопления сталкивается с холодным газом вновь прибывшей галактики и выдувает его прочь – за ней будет тянуться длинный шлейф из потоков холодного газа. Этот газ в щупальцах, тянущихся за аморфным телом галактики, сжимается и зажигает новые звезды.

Эбелинг с коллегами обнаружили свою первую небесную «медузу» в конце 2005 года. С тех пор они охотятся за более экстремальными образчиками таких галактик, просматривая сотни изображений телескопа «Хаббл». До 2014 года удалось найти всего несколько примеров подобной трансформации в относительно близко лежащих скоплениях галактик. Возможно, потому что изменения происходят слишком быстро. И как только спиральная галактика лишается своего холодного газа, никакой более радикальной метаморфозы с ней не происходит.

Возможно, детальное исследование аморфных медузоподобных галактик поможет объяснить еще одну загадочную особенность скоплений галактик: почему они содержат относительно молодые звезды-сироты, которые не принадлежат ни к одной конкретной галактике. Газ внутри скоплений слишком горяч, чтобы коллапсировать в новые звезды, поэтому они, скорее всего, появляются извне – вероятно, из щупалец медуз.

Карликовые галактики, подобно космическим паукам, устраивают себе пиршество, притаившись в своих тенетах. Только питаются они не мухами, а сгустками газа, развешенными там и сям в скрытой паутине. Нечто похожее происходило на заре возникновения Вселенной, когда звезды рождались, а галактики – росли.

Идея о том, что галактики растут и подпитываются веществом за счет облаков холодного газа из гигантской космической паутины, существует уже давно. В последнее время эта идея стала особенно популярной и получила дополнительное подтверждение благодаря модельным расчетам. Моделирование показало, что стоит газовым облакам попасть в гравитационные тиски галактики, как начинается вспышка звездообразования. Однако наблюдать этот процесс довольно трудно. Млечный Путь и большинство галактик, которые мы видим поблизости, заполнены горячим газом, который нагревает захватываемое вещество, не давая ему коллапсировать в звезды. А поскольку сгустки холодного газа в межгалактическом пространстве сами по себе излучают очень мало света, заметить их трудно.

В 2015 году научная группа под руководством Хорхе Санчеса Алмейды из Канарского института астрофизики (о. Тенерифе, Канарские острова) начала изучать небольшие слабые галактики с низким содержанием тяжелых элементов (тяжелее водорода и гелия). Ученые исследовали изменение уровня кислорода в дисках этих галактик. Они обнаружили, что в ярких звездообразующих областях содержится примерно в десять раз меньше кислорода, чем в других. Картина складывается такая, что вновь поступивший газ активизирует процессы звездообразования, причем газ этот должен появиться в галактиках сравнительно недавно. Действительно, если бы газ был старым, он потерял бы свои отличительные химические признаки, перемешавшись за несколько сотен миллионов лет в однородное месиво. Как объяснить, откуда берется «молодой» газ? Возможно, сгустки газа, перетекающие по космической паутине, могли бы объяснить его появление в галактиках, новые процессы активности в них и само существование этих галактик.