Внегалактическая археология: впервые восстановлена история другой галактики

Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) совершили прорыв в изучении космоса, впервые применив методы «галактической археологии» за пределами Млечного Пути. Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, открывает новую дисциплину — внегалактическую археологию, позволяющую реконструировать эволюцию звездных систем по их «химическим отпечаткам».

Химическая летопись NGC 1365

Объектом исследования стала близкая спиральная галактика NGC 1365. Благодаря удачному расположению («лицом» к Земле) и данным обзора, полученным с помощью телескопа им. Ирен Дюпон в обсерватории Ла-Кампанас (Чили), ученые смогли рассмотреть отдельные облака звездообразования с беспрецедентной четкостью.

Метод основан на анализе спектральных линий элементов, в частности кислорода. Молодые горячие звезды излучают интенсивный ультрафиолет, который заставляет окружающий газ светиться. По яркости и расположению этих линий астрономы определяют концентрацию тяжелых элементов.

«Мы хотим понять, как мы здесь оказались. Как сформировался наш Млечный Путь и откуда взялся кислород, которым мы дышим прямо сейчас?» — поясняет руководитель исследования, профессор Гарварда Лиза Кьюли.

Слияние теории и наблюдений

Распределение кислорода в галактике — это результат миллиардов лет космических процессов: вспышек сверхновых, притока межзвездного газа и столкновений с соседями. Чтобы расшифровать этот узор, астрономы сопоставили свои наблюдения с данными проекта Illustris — масштабной симуляции, отслеживающей эволюцию 20 000 виртуальных галактик от Большого взрыва до наших дней.

Ученые нашли в симуляции «двойника» NGC 1365, чей химический профиль почти идеально совпал с реальными данными. Это позволило восстановить хронику событий:

• Ранний этап: центральная часть галактики сформировалась очень рано, быстро накопив большие запасы кислорода.
• Эпоха столкновений: в течение 12 миллиардов лет галактика росла за счет поглощения мелких карликовых систем.
• Позднее развитие: внешние спиральные рукава сформировались относительно недавно — в последние несколько миллиардов лет, также подпитываясь газом и звездами поглощенных «карликов».

Работа показала, что современная астрофизика стала симбиозом теории и практики: выводы были бы невозможны без объединения наблюдательных данных и компьютерных моделей.

Изучение систем, подобных NGC 1365, дает ключ к пониманию нашей собственной галактики. Сравнивая их «биографии», ученые смогут ответить на вопрос, является ли путь развития Млечного Пути типичным для Вселенной или наша колыбель в своем роде уникальна.