Энергия этого энергичного звездообразования сказалась на многих молодых галактиках, выбрасывая большую часть их газообразного водорода, подавляя будущее звездообразование. По причинам, которые оставались неясными, другие молодые галактики каким-то образом смогли сохранить свою способность к звездообразованию еще долго после того, как аналогичные галактики перешли в средний возраст.Чтобы пролить свет на эту загадку, астрономы с помощью Большой миллиметровой / субмиллиметровой матрицы Атакамы (ALMA) изучили шесть далеких галактик со вспышками звездообразования и обнаружили, что пять из них окружены турбулентными резервуарами газообразного водорода, топлива для будущего звездообразования.Эти звездообразующие «топливные баки» были обнаружены в результате открытия обширных областей молекул гидрида углерода (CH +) внутри и вокруг галактик.
CH + — ион молекулы CH, и он отслеживает высокотурбулентные области в галактиках, которые изобилуют газообразным водородом.Новые наблюдения ALMA, проведенные Эдит Фалгароне (Ecole Normale Superieure and Observatoire, Париж, Франция) и опубликованные в журнале Nature, помогают объяснить, как галактикам удается продлить период быстрого звездообразования.«Обнаружив эти молекулы с помощью ALMA, мы обнаружили, что существуют огромные резервуары турбулентного газа, окружающие далекие галактики со вспышками звездообразования.
Эти наблюдения позволяют по-новому взглянуть на рост галактик и то, как их окрестности подпитывают звездообразование», — сказал Эдвин Бергин, астроном с Университет Мичигана, Анн-Арбор, и соавтор статьи.«CH + — это особая молекула, — сказал Мартин Цваан, астроном ESO, который участвовал в написании статьи. «Ему требуется много энергии для образования, и он очень реактивен, что означает, что его время жизни очень короткое, и он не может быть доставлен далеко. Таким образом, CH + отслеживает, как энергия течет в галактиках и их окружении».Наблюдаемый CH + показывает плотные ударные волны, вызванные горячими и быстрыми галактическими ветрами, возникающими внутри областей звездообразования галактик.
Эти ветры проходят через галактику и выталкивают из нее материал. Их турбулентные движения таковы, что гравитационное притяжение галактики может вернуть часть этого материала.
Затем этот материал собирается в турбулентные резервуары холодного газа с низкой плотностью, простирающиеся более чем на 30 000 световых лет от области звездообразования в галактике.«С помощью CH + мы узнаем, что энергия накапливается в огромных ветрах размером с галактику и заканчивается турбулентными движениями в ранее невидимых резервуарах холодного газа, окружающих галактику», — сказал Фалгароне. «Наши результаты бросают вызов теории эволюции галактик. Вызывая турбулентность в резервуарах, эти галактические ветры увеличивают фазу звездообразования, а не гасят ее».
Команда определила, что одни только галактические ветры не могут восполнить недавно обнаруженные газовые резервуары. Исследователи предполагают, что масса обеспечивается галактическими слияниями или аккрецией из скрытых потоков газа, как предсказывает текущая теория.«Это открытие представляет собой важный шаг вперед в нашем понимании того, как регулируется приток вещества вокруг самых интенсивных галактик со вспышками звездообразования в ранней Вселенной», — говорит директор по науке ESO Роб Ивисон, соавтор статьи. «Это показывает, чего можно достичь, когда ученые из самых разных дисциплин объединятся, чтобы использовать возможности одного из самых мощных телескопов в мире».
Национальная радиоастрономическая обсерватория — объект Национального научного фонда, управляемый в соответствии с соглашением о сотрудничестве Associated Universities, Inc.