В басне про городскую и сельскую мышь вторая навещает первую, попадая в мир богатства и изобилия. В молодом космосе, миллиарды лет назад, галактики обитали в эквивалентных городских и сельских «местностях». Те, что были частью населенной области (скопления), казались действительно состоятельными, имея в своем распоряжении большое количество холодного газа – «топлива» для производства новых звезд.

В наши дни, тем не менее, эти галактические метрополии превратились в призрачные города, населенные галактиками, которые уже не в состоянии рождать новые звезды. Как это случилось, когда начался упадок?



Новое исследование, основанное на данных наблюдений космического телескопа НАСА «Шпитцер», обнаружило доказательства того, что эти городские галактики резко снизили свою производительность около 9 миллиардов лет назад (возраст Вселенной – 13,8 миллиарда лет). Вариантов ответа два: галактические метрополии или потеряли свои газовые запасы, или же полностью их истратили. Галактики из сельской местности, наоборот, по-прежнему активно производят новые светила.



«Нам известно, что галактические скопления, которые мы имеем возможность наблюдать, практически мертвы, но как они к этому пришли?», задается вопросом Марк Бродвин из Университета Миссури (Канзас-Сити), ведущий автор исследовательской работы, опубликованной в «Астрофизическом Журнале» (Astrophysical Journal). «В данном исследовании мы пытаемся дать ответ на этот вопрос, изучая последнюю большую вспышку роста галактических скоплений, случившуюся миллиарды лет назад».



Исследователи, изучающие отдаленные галактики, могут заглянуть в прошлое, так как свет от этих объектов идет к Земле миллионы и даже миллиарды лет. Бродвин и его коллеги использовали «Шпитцер» в исследовании 16-ти галактических скоплений, существовавших в период, когда возраст Вселенной находился в пределах 4,3-6 миллиардов лет. Инфракрасное виденье телескопа позволяет ему замечать пыль, подогретую новыми звездами, определяя, таким возрастом, скорость формирования светил. Для определения расстояния галактик от Земли были использованы данные космического телескопа НАСА «Хаббл» и Обсерватории Кека (Гавайи).



На данный момент это одно из самых объемных наблюдений за галактическими скоплениями, определяющее новые факты про их окружающую среду. Предыдущие наблюдения относительно близких скоплений предположили, что урбанистические галактики произвели все свои звезды за один раз на раннем этапе жизни Вселенной.



Данная теория (монолитный коллапс) утверждает, что эти тесно спаянные галактики должны были использовать все свое топливо в период «молодой горячки». Новое же исследование демонстрирует, что обстоятельства сложились по-другому: городские галактики рождали новые звезды дольше, чем ожидалось, а потом, 9 миллиардов лет назад, производство внезапно прекратилось.



Еще одно исследование, проведенное Стейси Альбертс из Университета Массачусетса (Амхерст) на основе наблюдений Космической Обсерватории Хершеля, пришло к похожим выводам. Альбертс и коллеги проанализировали 300 скоплений, относящихся к периоду, когда Вселенной было от роду 4-10 миллиардов лет.



«Мы обнаружили, что 9 миллиардов лет назад галактические скопления были не менее активными, чем разрозненные галактики, но потом их производительность опустилась почти до нулевой отметки», говорит Альбертс.



Одной из возможных причин явления Бродвин называет слияния галактик. Чем больше население галактической среды, как в случае молодых и развивающихся скоплений, тем чаще происходят столкновения и слияния галактик, которые, в свою очередь, провоцируют вспышки формирования новых звезд, затратных с точки зрения расхода топлива. Энергия идет не только на производство новых светил, но и на «корм» растущей сверхмассивной черной дыры в центральной части галактики.