За последний миллиард лет галактика Messier 87 проглотила целиком другую галактику


Новыми наблюдениями на Очень Большом Телескопе ESO установлено, что гигантская эллиптическая галактика Мессье 87 в течение прошедшего миллиарда лет поглотила целиком другую галактику умеренного размера. Группе астрономов впервые удалось проследить движения 300 планетарных туманностей и найти ясное свидетельство этого события. Было также обнаружено избыточное световое излучение oт остатков полностью разрушенной «жертвы» космического катаклизма.

Астрономы считают, что рост галактик происходит за счет поглощения ими галактик меньших размеров. Но доказательства этого обычно обнаружить трудно — точно так же, как вода, выплеснутая в пруд из стакана, быстро сливается с водой в пруду, звезды поглощенной галактики бесследно смешиваются с точно такими же звездами галактики-«пожирателя» и никаких следов космической катастрофы не остается.

Однако теперь группа исследователей под руководством докторанта Алессии Лонгобарди (Alessia Longobardi) из Института внеземной физики Макса Планка (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik), в Гархинге (Германия) применила остроумный наблюдательский трюк для того, чтобы ясно показать, что одна из близких к нам гигантских эллиптических галактик Messier 87 поглотила в течение последнего миллиарда лет другую меньшую по размерам галактику.

"Этот результат прямо доказывает, что крупные светящиеся структуры во Вселенной все еще претерпевают существенные трансформации — жизнь галактик не окончена!" – говорит Алессия Лонгобарди. "Большой участок внешнего гало Мессье 87 выгляди вдвое ярче, чем должен был бы выглядеть, если бы столкновения не было".

Messier 87 расположена в центре скопления галактик в Деве (Virgo Cluster). Она представляет собой огромный звездный шар общей массой более миллиона миллионов Солнц, лежащий на расстоянии примерно 50 миллионов световых лет.

Вместо того, чтобы наблюдать миллиарды звезд Мессье 87, слишком слабых и многочисленных, чтобы можно было их изучать индивидуально, группа сосредоточила внимание на планетарных туманностях, светящихся оболочках вокруг стареющих звезд [1]. Эти объекты очень ярко светят специфическим для них аквамариново-зеленым светом, и поэтому их легко выделить на фоне окружающих звезд. Тщательные наблюдения излучения туманностей с мощным спектрографом могут, к тому же, выявить их движения [2].

Красные и синие точки отмечают положения планетарных туманностей, движения которых позволили доказать, что галактика Messier 87 в недавнем (по астрономическим меркам) прошлом столкнулась с другой галактикой меньших размеров, к настоящему времени полностью поглощенной ею. Красным отмечены скопления, движущиеся от нас, голубым – к нам (по отношению к галактике в целом).

Вода, выплеснутая из стакана, неразличима в пруду — однако она может породить рябь и другие неоднородности, которые легко заметить, особенно, если в воде есть частицы глины. Так и движения планетарных туманностей, измеренные спектрографом FLAMES на Очень Большом Телескопе, позволяют получить информацию о случившемся когда-то поглощении.

"Мы наблюдаем последствия единичного аккреционного события – столкновения галактики умеренного размера с центральной областью Messier 87. В результате действия колоссальных гравитационных приливных сил звезды малой галактики теперь рассеяны внутри области, в 100 раз превышающей эту галактику по размеру!" -- добавляет Ортвин Герхард (Ortwin Gerhard), руководитель группы динамики Института внеземной физики Макса Планка (Гархинг, Германия), соавтор работы.

Ученые также очень подробно исследовали распределение света во внешних частях Мессье 87 и обнаружили избыточное излучение от звезд галактики, которые были втянуты внутрь галактики-гиганта и затем рассеяны по ее объему. Наблюдения показали, что разрушенная галактика принесла в состав Messier 87 более молодые и более голубые звезды. Это означает, что до того, как стать поглощенная галактика была, вероятно, спиралью, в которой шли процессы звездообразования.

"Это замечательно, что мы можем идентифицировать звезды, рассеянные в гало гигантской галактики в диапазоне сотен и тысяч световых лет и по их скоростям доказать, что они принадлежат единой структуре. Зеленые планетарные туманности – иголки в стоге сена, затерянные среди миллиардов звезд. Но эти разбросанные в сене иголки дабт нам ключ к пониманию того, что здесь произошло", -- заключает соавтор работы Магда Арнабольди (Magda Arnaboldi, ESO, Гархинг, Германия).

Примечания

[1] Планетарные туманности образуются, когда звезды типа Солнца приходят к концу своего существования. Они излучают большую часть своей энергии в нескольких спектральных линиях, самая яркая из которых находится в зеленой части спектра. По этой причине эти туманности и связанные с ними единичные звезды являются единственными объектами, движения и скорости которых могут быть измерены на том расстоянии, на котором находится от нас Мессье 87 -- 50 миллионов световых лет.

[2] Планетарные туманности Messier 87 все же очень слабы и требуется вся мощь Очень Большого Телескопа, чтобы их исследовать. Типичная планетарная туманность в гало Мессье 87 излучает количество света, эквивалентное двум 60-ваттным лампочкам, наблюдаемым с Земли на поверхности Венеры.

Движения планетарных туманностей вдоль луча зрения земного наблюдателя к Земле или от нее приводят к смещению спектральных линий вследствие эффекта Допплера. Эти смещения можно точно измерить с помощью чувствительного спектрографа и тем самым определить лучевую скорость туманности.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “The build-up of the cD halo of M87 — evidence for accretion in the last Gyr”, A. Longobardi и др., которая выходит в журнале Astronomy & Astrophysics Letters от 25 июня 2015 г.

Работа также была представлена на ежегодной конференции Европейского астрономического общества (European Astronomical Society, EWASS 2015), проходящей сейчас в Ла Лагуна на о.Тенерифе.

Состав исследовательской группы: A. Longobardi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germany), M. Arnaboldi (ESO, Garching, Germany), O. Gerhard (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germany) и J.C. Mihos (Case Western University, Cleveland, Ohio, USA).

Перевод пресс-релиза ESO eso1525. http://www.eso.org/public/russia/news/eso1525/