Mūsų Galaktika, Paukščių Takas, yra labai graži ir tvarkinga. Nors negalime pažiūrėti į ją iš šalies, bet išnagrinėję struktūrą aptinkame solidų centrinį telkinį ir didžiulį diską, kuriame driekiasi didingos spiralinės vijos. Panašių galaktikų aplinkinėje Visatoje matyti ir daugiau, bet visų jų dabartinė išvaizda slepia audringą ir toli gražu ne tvarkingą praeitį.
Nustatyti galaktikų augimo istoriją galima stebint tolimas galaktikas. Jų spinduliuotė iki mūsų keliauja daugybę metų, taigi tas galaktikas matome tokias, kokios jos buvo senais laikais. Taip galime stebėti įvairius galaktikų evoliucijos laikotarpius ir susidaryti vaizdą apie tai, kaip jos augo. Tiesa, problemų sukelia nustatymas, kokia senovinė galaktika tampa kokia dabartine, bet jas galima išspręsti pasiremiant galaktikų skaičiais ir skaitmeninių modelių rezultatais.
Kokios galaktikos atitinka senovinį Paukščių Taką? Jau seniai žinoma, kad daugelis galaktikų, kurios dabar turi diskus ir gražias spirales, senovėje buvo gana netvarkingos. O dabar, naujame tyrime, išnagrinėtos keturių tokių galaktikų savybės. Visos keturios galaktikos gana panašios: jų šviesa iki mūsų keliavo po 9 milijardus metų, jų žvaigždžių masė yra po 20 milijardų Saulės masių (pustrečio karto mažiau, nei Paukščių Take šiandien). Stebėjimai parodė, kad dujų masė galaktikose yra panaši į žvaigždžių masę, t. y. irgi siekia 6-25 milijardus Saulės masių. Tai yra ypatingas skirtumas nuo Paukščių Tako, kur dujų masė nesiekia dešimtadalio žvaigždžių masės. Toks dujų dalies galaktikose sumažėjimas žinomas jau seniau, bet čia pirmą kartą parodyta, kad jis galioja ir Paukščių Tako senoviniams analogams.
Stebėtose galaktikose žvaigždės formuojasi maždaug 5-10 kartų sparčiau, nei Paukščių Take – kasmet jose atsiranda po 15-30 Saulės masių naujų žvaigždžių. Žvaigždėdaros spartos ir dujų masės galaktikoje santykis išlieka toks pat, ar imsime Paukščių Taką, ar jo senus analogus. Tai reiškia, kad nors senovėje Paukščių Tako analogai žvaigždes formavo daug sparčiau, taip buvo tik dėl to, kad galaktika turėjo daug daugiau kuro žvaigždėdarai – šaltų molekulinių dujų. Be to, nustatyta, kad tolimose galaktikose dujos pasiskirsčiusios ir žvaigždėdara vyksta diskuose, nors greičiausiai ne tokiuose tvarkinguose, kaip dabartinio Paukščių Tako. Visa tai reiškia, kad žvaigždėdaros procesai senose ir šiandieninėse diskinėse galaktikose buvo panašūs; anksčiau buvo neaišku, ar jie tikrai panašūs, ar spartesnė žvaigždėdara žymėjo neseniai įvykusį galaktikų susiliejimą. Pasirodo, susiliejimas visai nereikalingas žvaigždėdaros spartai padidinti – užtenka galaktikai turėti daugiau dujų.
Įvertinus tai, kiek dujų yra galaktikose ir kaip sparčiai jos formuoja žvaigždes, paaiškėja, kad Paukščių Tako žvaigždžių masę (50 milijardų Saulės masių) jos gali pasiekti per keletą milijardų metų. Be to, didžioji dalis dujų, reikalingų toms žvaigždėms suformuoti, jau yra galaktikose. Tai rodo, kad per pirmuosius 4 su trupučiu milijardus gyvavimo metų šios galaktikos iš tarpgalaktinės erdvės medžiagą rijo vidutiniškai šešių Saulės masių per metus sparta, o nuo tada, kai yra stebimos, iki šiandienos (t. y. per devynis milijardus metų) – tik 1-2 Saulės masių per metus. Tai yra dar vienas įrodymas, kad žvaigždžių formavimasis Visatoje lėtėja – 95% žvaigždžių, kurios kada nors egzistuos Visatoje, jau yra gimusios.
Tyrimo rezultatai bus publikuoti sausio mėnesį žurnale Nature Astronomy. Kol kas juos galite perskaityti arXiv. Taip pat phys.org rasite populiarų tyrimo pristatymą.
Patiko naujiena? Norite panašių matyti ir daugiau? Paremkite Konstantą Patreon platformoje!