Галактики. Большой путеводитель по Вселенной

Это изображение одного из самых массивных скоплений галактик, обнаруженных в ранней Вселенной (время прохождения света от этого объекта до Земли составляет около 7 млрд лет; для сравнения – Земля и Солнечная система еще не сформировались, когда свет, который мы видим сейчас, покинул этот кластер). Скопление называется Эль-Гордо, или «Большое». Синяя дымка показывает испускание рентгеновских лучей, которые исходят от очень горячего газа, заполняющего внутреннюю среду таких кластеров. Внутрикластерная среда образуется в процессе притяжения первичного и межгалактического газов к общему гравитационному потенциалу огромного гало темной материи, присутствующего здесь. Когда газ устремляется к потенциалу, как шар для боулинга, выпущенный с вершины холма, он нагревается до десятков миллионов градусов – этого достаточно, чтобы испускать рентгеновские лучи, и слишком много, чтобы коллапсировать в галактики. Эль-Гордо – на самом деле два кластера, находящиеся в процессе слияния. Подобно тому, как объединяются две галактики, могут сливаться и объединяться даже массивные структуры вроде скоплений, притягиваемых друг к другу силой гравитации. Один из ключевых аспектов нашей картины роста галактик и структур, в которых они обитают, – идея иерархического роста, когда крупные объекты могут расти за счет вливания в них более мелких

На снимке – кластер Abell 2744 (из Каталога скоплений галактик Эйбелла), также известный как скопление Пандоры. Здесь изображено рентгеновское излучение горячего газа между галактиками (фиолетовое) и распределение темной материи (синее), обнаруженные в результате проведения анализа гравитационного линзирования. Огромная масса скопления, бо́льшую часть которого составляет темная материя, искажает изображения галактик позади него. Это искажение можно использовать для картирования темной материи

Такая зачистка – не единственная сила, действующая в процессе звездообразования скоплений галактик. Горячая атмосфера скоплений также затрудняет коллапс любого нового межгалактического газа на галактику: они бедны газом, и в итоге формирование звезд здесь прекращается, поскольку внутренние резервуары галактик без пополнения истощаются. Судьба кластерной галактики, как правило, – превращение в мертвую пассивную систему, которая приобретает красный оттенок, подобающий старому звездному населению. Поэтому когда мы смотрим на галактики в центрах скоплений, мы находим то, что называется «красной последовательностью»: у галактик разные диапазоны звездных масс, но все очень похожего красного цвета, что указывает на зрелую, пассивно развивающуюся звездную популяцию. Эти галактики просидят в кластере целую вечность, болтаясь и плещась внутри потенциала скопления, но в остальном ведя жизнь без происшествий. У большинства из них захватывающая, если можно так выразиться, фаза эволюции уже прошла.

Это изображение скопления Abell S0740 четко показывает несколько типов галактик. Здесь преобладает большая яркая эллиптическая галактика, похожая на гигантский звездный шар. Рядом с эллиптической видны спиральные и линзовидные галактики, а также многие другие на заднем плане. Эллиптическая галактика совершенно бесформенна по сравнению со спиралями: она отличается очень ровным звездным распределением, полос пыли не видно, а все звезды – одинакового оттенка. Так происходит потому, что эллиптические галактики, как правило, мертвы, ведь при небольшом количестве оставшегося газа в них больше не могут зарождаться новые звезды. Равномерный красный цвет последних указывает на старое звездное население: бо́льшая часть эволюции этой галактики в прошлом, а слияния и взаимодействия, вероятно, были важны для ее формирования. Слияния галактик могут разрушать диски с вращательной поддержкой, посылать звезды на случайные орбиты и приводить к более выпуклой морфологии с поддержкой давления