Эволюция эллиптических галактик

Простую сфероидальную галактику, состоящую только из звезд, сформировать гораздо сложнее, чем сложную дисковую галактику со всякими подструктурами и отдельными деталями, состоящую из газа, пыли, звезд. С этим столкнулись теоретики в классическую эпоху внегалактической астрономии в начале 1970-х годов, когда знаменитый теоретик Ричард Ларсон попытался построить численную модель формирования эллиптической галактики из газа. Казалось бы, чего проще: берешь большое газовое облако массой, похожей на массу той галактики, которая нам нужна (он брал сто миллиардов солнечных масс), дальше это облако из-за неустойчивости разбивается на сгустки, сгустки летают, слипаются друг с другом, уплотняются, начинается звездообразование, и из центра нарастает звездный ком, который похож на ту эллиптическую галактику, которую мы бы хотели сформировать. Но после первых успехов и восторгов по поводу первых моделей Ларсона ему сделали замечание: это облако, хотя оно и большое, все-таки не одно такое во Вселенной.

Ларсон в 1975 году разочаровался в моделях монолитного коллапса для построения эллиптических галактик (монолитный коллапс — это когда одно облако сжимается) и сказал: «Нет, эллиптические галактики мы будем строить по-другому: мы будем брать две дисковые галактики и их сливать». При таком бурном слиянии (это называется «большой мержинг») момент пропадает, и звездная система, которая получается при слиянии двух одинаковых дисков, всегда сфероид, и она практически всегда не вращается. То есть это как раз то, что похоже на наблюдаемые эллиптические галактики.

Большое слияние потому и большое, бурное, что оно перемешивает галактику от центра до периферии. И если там были по радиусу какие-то упорядоченные изменения металличности или возраста звезд, большое слияние перемешивает все. Никаких градиентов в продукте большого слияния не должно быть. Это галактика, хорошо перемешанная по объему. Поэтому Кобаяши сказала, что если вы видите сильный градиент металличности звезд по радиусу эллиптической галактики, то эта галактика не может быть продуктом большого мержинга в течение последних десяти миллиардов лет.