Магеллановы Облака доказывают, что никогда не поздно начать действовать

После "ленивого" начала звездообразования в течение первых нескольких миллиардов лет своей жизни, и Большие, и Малые Магеллановы Облака теперь начали формировать новые звезды с высокой скоростью. Астрономы из Sloan Digital Sky Survey (SDSS) пришли к такому выводу, сделав и проанализировав первые в мире подробные химические карты других галактик.
«Мы нанесли на карту положения, движения и химический состав тысяч звезд в этих близлежащих галактиках», - говорит руководитель исследования Дэвид Нидевер, профессор физики в Университете штата Монтана. «Чтение этих карт помогает нам реконструировать историю того, как эти галактики образовывали свои звезды».
Большие и Малые Магеллановы Облака являются ближайшими галактическими соседями Млечного Пути – галактиками-спутниками, которые когда-нибудь сольются с нашей галактикой. Они названы в честь исследователя Фердинанда Магеллана, который руководил первой европейской экспедицией, совершившей кругосветное плавание. Две галактики видны только из Южного полушария, где они похожи на яркие, тонкие облака. Хотя люди рассматривают их уже на протяжении тысячелетий, астрономы впервые сделали подробную карту химического состава звезд внутри них.

«Поскольку эти галактики видны только из Южного полушария, нам нужно было смотреть на них с помощью нашего телескопа в Чили», - говорит Дженнифер Собек, старший научный сотрудник в Университете Вашингтона и руководитель проекта по южным операциям исследования APOGEE-2. APOGEE-2 объединил инструменты SDSS с телескопом Ir?n?e du Pont в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. «Эти карты - первое крупное открытие, появившееся из нашего нового южного «взгляда на небо».
Ключом к созданию этих новых карт является сбор спектров как можно большего количества звезд. Спектры - это наблюдения за количеством света, излучаемого звездами на разных длинах волн или цветов. Спектры звезд раскрывают многие их детали: как они движутся, их температура, химические элементы, которые они содержат, их стадия в звездном жизненном цикле. Карты Магеллановых Облаков, сделанные командой Нидевер, основывались на способности спектров раскрывать химический состав звезд.
Измерение детального химического содержания, найденного в звездах, может работать и как часы, и как спидометр для образования звезд. Водород и гелий произошли в результате Большого взрыва, но наиболее тяжелые элементы образовались глубоко внутри звезд и высвобождаются только в конце жизни звезды. Это означает, что если сложить все элементы, тяжелее гелия, которые можно увидеть во всех звездах галактики, то общее количество покажет количество звезд, образованных галактикой за время ее жизни. Более того, состав звезд раскрывает состав газового облака, из которого они произошли, служа часами для записи возраста звезды.
Член команды Стен Хассельквист из Университета штата Юта объясняет: «Звезды создают различные типы элементов в зависимости от своих размеров. Более тяжелые звезды производят и выделяют дополнительное количество так называемых «альфа-элементов», таких как углерод, кислород, неон и магний». В начале истории галактики звезды добавляют много альфа-элементов в галактику, но со временем скорость образования этих альфа-элементов уравновешивается другими элементами, созданными в звездах меньшей массы - если только не произошел новый взрыв звездообразования, что обнуляет счет. «С помощью «часов» всех тяжелых элементов и «спидометра» альфа-элементов мы можем создать детальные модели для восстановления скорости звездообразования на протяжении всей истории галактики», - добавляет Хассельквист.
Результаты показывают, и у Большого, и у Малого Магеллановых Облаков история очень сильно отличается от истории Млечного Пути. Относительное содержание альфа-элементов в их звездах пришло в равновесие при гораздо более низком значении тяжелых элементов (более ранние времена), чем в Млечном Пути, что указывает на «ленивые» первые несколько миллиардов лет, в течение которых образовалось мало новых звезд. Но совсем недавно альфа-элементов стало больше, что указывает на всплеск недавнего звездообразования.

«Оба Магеллановых Облака начинали создавать звезды очень медленно», - говорит Кристиан Хейс из Университета Вирджинии, ключевой член исследовательской группы. «Но в течение последних двух миллиардов лет они внезапно стали намного более активными. Мы думаем, что это связано с взаимодействием Магеллановых Облаков друг с другом, когда они оба приблизились к Млечному Пути».
В течение следующих нескольких миллиардов лет оба Магеллановых Облака будут продолжать сливаться с Млечным Путем, поскольку гравитационная сила нашей гораздо более крупной галактики притягивает их, и начнется формирование звезд с еще большей скоростью, чем сейчас. Недавние исследования показали, что примерно через 2,5 миллиарда лет Большое Магелланово Облако будет поглощено Млечным Путем, что приведет к космическому взрыву звездообразования. У наших ближайших соседей было ленивое прошлое, но в последнее время они стали гораздо более активными и их ждет гораздо более активное будущее. Никогда не поздно перестать лодырничать.