Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature, проливає світло на логіку космічної еволюції. Зокрема, на те, які фактори вплинули на історію Місцевої групи, міжгалактичного об’єднання, до якого належать Чумацький Шлях і наша Сонячна система.
Першочергове обстеження двох скупчень - Діви та Форнаксу — продемонструвало, що ми маємо справу переважно з еліптичними і радіогалактиками, тоді як дискові зоряні острови явно в дефіциті. Науковці впевнені, що й розміри надскупчення можуть бути переглянуті, разом з його віком.
А це означає натяки на ще більш глобальні проблеми: вік всесвіту та іншу логіку еволюції галактик. Наше уявлення про етапність космосу може зазнати суттєвих коригувань.
Сучасна модель ієрархічної структури наголошує, що регіони з вищою густиною містять більш масивні гало темної матерії. Дискові галактики еволюціонують незалежно друг від друга, а зореутворення відбувається завдяки безперервній акреції газу.
На противагу цьому, щільніші регіони зазнають “перегріву” навколишнього середовища. Недопостачання газу провокує згасання протозірок, яким не судилось стати повноцінними зорями.
Крім того, згідно з результатами дослідження, існує проблема співвідношення між динамікою злиття і бідністю на газ злиттів. Так, еліптичні галактики мають більш значимий шанс на існування, однак є свої особливості.
Ми знаємо, що метаморфози галактик відбуваються протягом сотень мільйонів років, що робить пряме спостереження технологічно складним. Ми маємо враховувати всі сценарії розподілу галактик та фізичні властивості локального космосу: врахувати всі фактори ми не в стані, однак зрозуміти, що відбувається і чого очікувати в Місцевій групі, ми зможемо.
Тож, вчені застосували симуляцію SIBELIUS DARK, щоб пристосувати теорію до власних спостережень. Ця симуляція моделює розташування галактик на віддалі приблизно 200 Мпк і використовує алгоритм BORG для Байєсівської реконструкції походження галактик.
Задача з “початковими умовами” узгодила теоретичні очікування з даними про червоні зміщення галактик 2M++. Модель нібито працює
Для прогнозування конфігурації надскупчення було застосовано напіваналітичну модель формування галактик GALFORM. Вона враховує фактори зоряної маси, швидкості акреції, описує морфологію галактик та злиття різних модифікацій темної матерії, - адже перетворення дискових галактик на еліптичні відіграє ключову роль у формуванні повномасштабнї структури Місцевого Всесвіту.
До того ж алгоритм BORG залишається агностичним до астрофізичних процесів, зосереджуючись виключно на обмеженнях, тоді як модель GALFORM “байдужа”до конкретних структур у локальному космосі: вони нібито об’єктивізують один одного, дозволяючи отримати детальну наукову картину.
Чисельні шляхи галактик
Класифікація галактик в симуляції SIBELIUS на основі відношення маси опуклості до маси диска (B/D) виявила чисельні сценарії формування дискових та еліптичних галактик. Це означає, що історію кожної галактики слід розглядати окремо, а робити загальні висновки зараз не варто — ми точно не знаємо, як розподілити масу по карті всесвіту. І ми не знаємо, наскільки ця маса взаємопов’язана між собою.
Які попередні висновки дослідження?
1. Існує певна залежність частки галактик поблизу надгалактичного екватора від їхнього типу. Зокрема, еліптичні галактики демонструють сильнішу кластеризацію, ніж диски.
2. Можна також стверджувати про узгодженість між спостереженнями та моделюванням. У дослідженні розглядалася можливість збігів через перевищення еліптичних форм порівняно з дисками. З іншого боку, це може говорити про помилки, пов’язані з малим обсягом вибірки: у замірах бралиучасть трохи понад 60 галактик-рецепієнтів.
3. Розширення аналізу до розмірів вибірки каталогу 2MRS продемонструвало більш точну узгодженість між моделюванням і спостереженнями.
(Ймовірність менш як 0,001% для дисків або проміжних утворень і приблизно 0,02% для еліптичних утворень, які випадково демонструють таку відповідність).
4. Особливість Місцевої групи - кластеризація між еліпсами та дисками відносно надгалактичної площини, особливо серед наймасивніших галактик. Це означає наявність “внутрішньої логіки” перерозподілу галактик в середині надскупчення.
5. Перші 10 або 100 галактик, зоряні маси яких перевищують 5 × 10^11 M⊙ і 2.5 × 10^10 M⊙, відповідно, демонструють виражену концентрацію в бік низьких надгалактичних широт порівняно з менш масивними аналогами.
Таким чином, галактики однакової маси менш схильні еволюціонувати у масивні диски у щільних середовищах, таких як надгалактична площина.
Водночас гідродинамічна симуляція Horizon-AGN пропонує два сценарії формування масивних дискових галактик: спокійна історія злиття або пізнє злиття з багатим на газ супутником. Обидва сценарії менш вірогідні в щільних середовищах.
Все залежить від історії розподілу газу в космосі. Або історії гравітації. Але це вже зовсім інша історія...
