Астрономы восстановили 12-миллиардную историю галактики по химическим следам

Международная команда астрономов под руководством специалистов из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики впервые применила метод «галактической археологии» за пределами Млечного Пути. Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, позволило восстановить историю формирования спиральной галактики NGC 1365 на протяжении 12 миллиардов лет, анализируя химические «отпечатки» в её газе.

Учёные использовали данные обзора TYPHOON, полученные с телескопа Ирэн дю Пон в обсерватории Лас-Кампанас. Галактика NGC 1365, чей диск обращён к Земле, стала идеальным объектом для детального изучения областей активного звездообразования. Молодые звёзды своим ультрафиолетовым излучением ионизируют газ, заставляя такие элементы, как кислород, испускать характерные спектральные линии, которые можно измерить.

Сопоставив карту распределения кислорода по галактике с продвинутыми симуляциями проекта Illustris, астрономы смогли реконструировать её прошлое. Они проанализировали около 20 000 смоделированных галактик и нашли ту, что почти идеально соответствует NGC 1365.

Это первое применение метода химической археологии с такой детализацией за пределами нашей собственной галактики. Мы хотим понять, как мы сюда попали. Как сформировался наш Млечный Путь и как мы оказались в мире, где дышим именно этим кислородом?

Результаты показывают, что центральная часть NGC 1365 сформировалась рано и быстро обогатилась кислородом. Внешние же регионы наращивали массу миллиарды лет в результате многочисленных слияний с карликовыми галактиками. Спиральные рукава, вероятно, образовались сравнительно недавно из газа и звёзд, принесённых этими взаимодействиями.

Очень волнительно видеть, как наши симуляции так точно совпадают с данными по другой галактике. Это исследование показывает, что астрофизические процессы, которые мы моделируем на компьютерах, действительно формируют галактики, подобные NGC 1365, на протяжении миллиардов лет.

Изучение NGC 1365, имеющей сходства с Млечным Путём, помогает понять, является ли история нашей галактики типичной или уникальной. Работа закладывает основы нового мощного подхода — «внегалактической археологии», который объединяет теоретические модели и наблюдения для раскрытия истории Вселенной.