Когда говорят о столкновениях галактик, обычно представляют грандиозные космические катастрофы: огромные спиральные системы переплетаются, вытягиваются длинными хвостами из звёзд и газа, а их форма становится сильно искажённой. Именно такие впечатляющие объекты часто публикуются на снимках космических телескопов.
Однако новое исследование показывает, что далеко не все галактические слияния выглядят столь эффектно. Во многих случаях процесс объединения может долгое время оставаться практически незаметным даже для современных наблюдений. Это означает, что подобных событий во Вселенной может происходить значительно больше, чем предполагалось ранее.
Почему столкновения галактик играют важную роль
Галактики не существуют изолированно.
Под действием гравитации они постоянно взаимодействуют друг с другом.
Иногда такие встречи заканчиваются медленным слиянием двух звёздных систем.
Подобные процессы продолжаются сотни миллионов или даже миллиарды лет.
За это время происходят серьёзные изменения:
- меняется форма галактик;
- перераспределяется газ;
- возникают новые области звездообразования;
- могут сливаться сверхмассивные чёрные дыры;
- изменяются орбиты миллиардов звёзд.
Именно поэтому изучение подобных процессов помогает понять эволюцию всей Вселенной.
Не каждое столкновение выглядит драматично
Долгое время астрономы искали признаки слияний по внешнему виду галактик.
Наиболее очевидными считались:
- длинные приливные хвосты;
- сильно искривлённые спиральные рукава;
- разрушенные структуры;
- необычная форма;
- мосты из газа и звёзд между двумя галактиками.
Такие объекты действительно существуют, однако новое исследование показывает, что они представляют лишь часть общей картины.
Во многих случаях галактики внешне могут выглядеть почти совершенно обычными.
Что выяснили исследователи
Учёные использовали современные компьютерные модели эволюции галактик и сравнили их с астрономическими наблюдениями.
Оказалось, что после начала взаимодействия заметные внешние признаки могут появляться далеко не сразу.
Иногда они быстро исчезают.
В некоторых случаях галактика успевает вновь приобрести достаточно спокойный внешний вид, хотя процесс слияния ещё продолжается.
Получается, что отсутствие очевидных деформаций вовсе не означает отсутствие взаимодействия.
Почему это происходит
Внешний вид зависит сразу от множества факторов.
Среди них:
- масса обеих галактик;
- скорость сближения;
- угол столкновения;
- количество газа;
- распределение звёзд;
- стадия процесса слияния.
Даже похожие галактики могут выглядеть совершенно по-разному в зависимости от того, как именно происходит их взаимодействие.
Особенно сложно обнаружить поздние стадии
На заключительных этапах две галактики уже практически объединяются в единую систему.
Их ядра постепенно сближаются.
При этом многие наиболее заметные следы предыдущего столкновения успевают исчезнуть.
В результате исследователи могут увидеть внешне вполне обычную галактику, хотя её история совсем недавно включала крупное космическое слияние.
Почему это важно для современной астрономии
Если часть столкновений остаётся скрытой, возникает серьёзная проблема.
Получается, что существующие оценки частоты галактических слияний могут быть занижены.
Это влияет сразу на несколько направлений исследований.
Например:
- скорость роста крупных галактик;
- образование эллиптических галактик;
- историю звездообразования;
- развитие сверхмассивных чёрных дыр;
- эволюцию скоплений галактик.
Все эти процессы тесно связаны между собой.
Недостаточно смотреть только на форму
Авторы исследования подчёркивают, что одной лишь фотографии уже недостаточно.
Для поиска скрытых слияний необходимо использовать дополнительные методы.
Среди них:
- измерение скоростей движения звёзд;
- наблюдение распределения газа;
- спектроскопические исследования;
- инфракрасные наблюдения;
- радионаблюдения;
- моделирование динамики галактик.
Совокупность этих данных позволяет обнаружить признаки взаимодействия даже тогда, когда сама галактика выглядит совершенно спокойной.
Что происходит со звёздами
Интересно, что столкновение галактик почти никогда не означает массовых столкновений отдельных звёзд.
Расстояния между ними настолько огромны, что вероятность прямого столкновения чрезвычайно мала.
Главную роль играет гравитация.
Она изменяет орбиты звёзд, заставляет газовые облака сжиматься и может запускать образование большого количества новых светил.
Именно поэтому некоторые взаимодействующие галактики становятся настоящими «фабриками звёзд».
Как меняется газ
Во время слияния огромные массы межзвёздного газа начинают перемещаться внутри галактик.
Часть вещества направляется к центральным областям.
Это может привести к нескольким последствиям:
- усилению звездообразования;
- активизации центральной сверхмассивной чёрной дыры;
- возникновению мощного излучения;
- изменению химического состава отдельных областей.
Даже если внешне галактика выглядит спокойно, внутри неё могут происходить весьма интенсивные процессы.
Почему помогают компьютерные модели
Современные суперкомпьютеры позволяют проследить развитие галактических столкновений на протяжении миллиардов лет.
Исследователи могут изменять:
- массу объектов;
- направление движения;
- количество газа;
- скорость сближения;
- угол столкновения.
После этого результаты сравниваются с реальными наблюдениями.
Так удаётся определить, какие внешние признаки соответствуют различным этапам слияния.
Новые телескопы помогут найти больше скрытых взаимодействий
Современные обсерватории уже позволяют получать изображения миллионов галактик.
Однако ещё более важную роль сыграют будущие крупные обзоры неба.
Они смогут объединять фотографии с данными спектроскопии и измерениями движения вещества.
Это позволит обнаружить гораздо больше скрытых процессов слияния.
Вероятно, окажется, что эволюция галактик происходит значительно активнее, чем предполагалось ранее.
Пересмотр истории формирования галактик
Если новые выводы подтвердятся последующими наблюдениями, астрономам придётся пересмотреть представления о том, как формировались многие современные галактики. Возможно, значительная часть из них пережила одно или несколько крупных слияний, которые уже невозможно определить по одному лишь внешнему виду.
Это означает, что спокойная на первый взгляд галактика вовсе не обязательно имеет столь же спокойное прошлое. За её правильной формой может скрываться сложная история многомиллиардных гравитационных взаимодействий, оставивших след не в очертаниях, а во внутренней структуре, движении звёзд и распределении межзвёздного вещества. Именно такие скрытые процессы сегодня становятся одной из наиболее интересных тем исследований внегалактической астрономии.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
