Изучение формирования гигантских галактик с низкой поверхностной яркостью

Гигантские галактики с низкой поверхностной яркостью (gLSBG) - это погруппы, массы которых сопоставимы с массами Млечного Пути, но их радиусы в 10 раз больше, целых 400 000 световых лет. Эти gLSBG поднимают проблему для астрономов: несмотря на массивность, галактические диски относительно неактивны. Обычная парадигма формирования галактик большой массы предполагает, что они эволюционируют в результате слияния галактик - процесса, который приводит в движение диск и должен сделать его кинематически активным. Более того, большинство gLSBG обнаружены без каких-либо других галактик в окрестностях, что позволяет предположить, что, вероятно, столкновения не были важны для их образования.

Вопрос о формировании гигантских галактик с низкой поверхностной яркостью стал предметом активных дискуссий. Были предложены две популярные модели. В первом, некатастрофическом сценарии, медленная аккреция газа на галактику приводит к ее росту. В качестве альтернативы, по катастрофическому сценарию, событие слияния действительно произошло в прошлом. Основное преимущество этой модели состоит в том, что она вписывается в современные рамки формирования галактик. Астроном CfA Игорь Чилингарян и его коллеги завершили чувствительные оптические наблюдения 7 gLSBG, сняв спектры по всем диаметрам этих слабых гигантских систем и объединив их результаты с архивными оптическими и радиоизмерениями эмиссии атомарного водорода.

Астрономы использовали большой набор данных для проверки двух сценариев; они также рассмотрели третий вариант, в котором галактики образуются внутри необычно мелкого гало темной материи и его гравитационного воздействия. Считается, что у всех галактик есть ореолы темной материи; гало Млечного Пути содержит в 10 раз больше массы, чем присутствует в звездах. Они пришли к выводу, что все три сценария работают, но в разных ситуациях. Для большей части их выборки наиболее вероятным процессом было образование путем постепенной аккреции после первоначального образования галактик. Для остальных gLSBG сценарий крупного слияния лучше объяснил наблюдения, хотя в некоторых случаях они обнаружили, что разреженный ореол темной материи также может играть роль. Ученые также обнаружили, что по крайней мере 6 из 7 gLSBG содержат активные галактические ядра (AGN), но их сверхмассивные ядра черных дыр намного менее массивны, чем ядра в обычных галактиках аналогичной массы, что подразумевает слияния, но даже если они участвовали в формировании gLSBG, то были сравнительно скромными.