Что произошло
Для того чтобы выяснить, как и почему некоторые галактики переживают быстрое затухание звездообразования, мы исследовали холодную газовую составляющую галактик из начальной выборки из четырех синих галактик раннего типа, которые, как предполагалось, переживали процесс быстрой эволюции. Эти галактики находятся на четырех разных этапах эволюции. Мы обнаружили, что по мере эволюции этих галактик количество газа из холодного атомарного водорода стремительно сокращается, а в наиболее проэволюционировавших оставшийся резервуар холодного атомарного водорода полностью заменяется и вытесняется из основного объема галактики, где находятся звезды.
Предыстория
Астрономы могут исследовать усредненные свойства звездной популяции галактик. Затем мы можем смоделировать историю формирования звезд, зная параметры звездного населения. С помощью моделирования звездного населения и изучения истории формирования звезд в большом числе галактик мы узнали, что некоторые галактики быстро эволюционируют, хотя большинство эволюционирует в более медленном режиме.
Изучение холодного атомарного водорода обычно происходит с помощью эмиссионной линии излучения длиной 21 сантиметр, которая связана с изменением ориентации спина электрона в атоме водорода. Атомарный водород удобно исследовать, потому что чаще всего он формирует изначальный газовый резервуар, из которого могут образовываться звезды. В дополнение к этому из-за его диффузной природы он может быть легко возмущен слабыми процессами, которые могут не приводить к искажениям структуры или морфологии галактик. Поэтому определение содержания атомарного водорода представляет собой великолепный тест для изучения внезапного прекращения формирования звезд в некоторых галактиках.
Многие предыдущие исследования быстро эволюционирующих галактик концентрировались на галактиках после вспышки звездообразования. Обычно в этих галактиках звезды больше не формируются, но в них существует большое количество очень молодых звезд. В то же время с помощью нашей работы по моделированию мы установили, что эти галактики эволюционируют так быстро, что любое доказательство внезапного прекращения формирования звезд уже могло пропасть из этой популяции. В наших более ранних исследованиях мы установили, что галактики после вспышки звездообразования уже напоминают по структуре и морфологии пассивно эволюционирующие красные галактики и будут неотличимы от этого старшего поколения, когда нынешнее молодое звездное население начнет затухать и краснеть. Мы решили выяснить причины такой быстрой эволюции с помощью изучения холодной водородной составляющей в галактиках, еще не прошедших стадию вспышки звездообразования, — в синих галактиках раннего типа. Во всех отношениях в синих галактиках раннего типа продолжают формироваться звезды, но структурно они ближе к галактикам, уже миновавшим вспышку звездообразования.
Перспективы
Наши первые результаты показывают, что мы можем внести большой вклад в изучение физических механизмов, которые управляют эволюцией галактик, если мы будем изучать каждый компонент галактики, а интересный результат может быть обнаружен даже из небольшой выборки, если научный вопрос правильно сформулирован. На каждой длине волны света мы получаем информацию о различных компонентах галактик, излучающих с помощью различных механизмов. Традиционно астрономы-наблюдатели являются экспертами в коротких диапазонах длин волн, и поэтому мы разделены на соответствующие категории: радиоастрономия, инфракрасная, оптическая, ультрафиолетовая и высоких энергий (рентгеновское и гамма-излучение). В то же время очевидно, что прогресс в понимании может быть сделан только в том случае, если будут проводиться многочастотные наблюдения для получения более целостной картины Вселенной.
