Новые соседи

Около крупной галактики М101 (Галактика Вертушка) в созвездии Большой медведицы сотрудниками Западного резервного университета была обнаружена тусклая карликовая галактика и протогалактика, молодой карлик, который потерял свой шанс на рождение звезд и был захвачен гравитационным полем старшего собрата. Кроме этого были обнаружены следы двух других, уже известных карликовых галактик, движение которых заставило Вертушку изменить свою форму обычной спиральной галактики, из-за чего она попала в каталог искаженных галактик. Для такого исследования пришлось различить свет, который в 100 раз тусклее, чем яркость темного ночного неба, а затем в нем еще и выделить следы межгалактического газа, имеющего очень низкую концентрацию и потому очень тусклого по сравнению со звездами.

Галактика М101 является основным представителем группы, состоящей из 15 галактик в Большой медведице. Такие небольшие группы являются типичным способом существования галактик во Вселенной, а благодаря удачной ориентации М101 и ее относительной близости их особенно удобно изучать именно на примере данной группы.

«Мы создали изображение с максимальным на данным момент разрешением для галактики М101, а затем провели самый чувствительный анализ наличия газа, окружающего галактику, – говорит ведущий автор работы, сотрудник Университета Крис Миос. – По сравнению с изображениями, полученными телескопом Хаббл, мы располагаем намного большим разрешением и можем видеть крупные, но очень тусклые потоки звезд и газа на задворках галактики».

Благодаря этому удалось совершить главное открытие – два облака, состоящих практически только из водорода в группе, но достаточно далеко от М101. Облака получили названия G1425+5235 и G1355+5439. Оба облака были отнесены к зародышам карликовых галактик, а их связь с М101 отвергнута. Оба облака были затем изучены по архивным данным Слоановского обзора неба, и в первом облаке были обнаружены тусклые звезды, что позволило сразу отнести его к галактикам, хотя это и молодое образование, в котором преобладает газ.

А вот облако G1355+5439 оказалось совершенно лишенным звезд. Это, скорее всего, протогалактика, облако газа, плотность которого недостаточна для начала процесса образования звезд. «Мы будем продолжать наблюдения. В облаке есть газ, но пока не нашлось ни одной звезды. Астрономы раньше уже находили лишенные звезд облака, но все это были образования, связанные с какой-то крупной галактикой. В нашем случае ситуация противоположная – облако не имеет никаких связей с галактиками группы. Это может быть первая протогалактика, открытая человеком», – говорит Миос.

При движении галактик в группе они могут проходить рядом, «задевая» друг друга гравитационными полями, или даже сталкиваться. Эти космические передвижения оставляют после себя следы, которые можно заметить при изучении звезд и газа. Такой признак был обнаружен около галактики М101. Это два тусклых потока звезд, которые трудно заметить и свет которых сильно искажен. Оба потока направлены практически в противоположные стороны. Форма и цвета этих цепочек звезд-беглецов говорит о том, что их причиной является гравитационное воздействие небольшой галактики, некогда прошедшей недалеко от М101. Не имея возможности серьезно повредить крупному собрату и исказить его форму, малыш тем не менее сумел вырвать небольшое количество звезд и материала для образования светил и планет.

Один из потоков звезд-беглецов голубе, чем любой другой регион галактики М101. Это значит, что составляющие его звезды родились совсем недавно. «Мы думаем, что все они родились всего 250 миллионов лет назад. Цвета как раз подходят, – говорит Миос. – Если материал этого потока был вырван из галактики при взаимодействии с другой, то скорее всего оно имело место как раз 250 миллионов лет назад. Другой поток заметно краснее, именно того цвета, который мы ожидаем от старых звезд. Мы считаем, что источником этого потока являются звезды, вырванные из внутренних районов галактики, где они образовались уже давно».

Еще одно свидетельство давних столкновений – струя газа. Она исходит их самого центра галактики, откуда его не так сложно вырвать. Изучение структур потоков нейтрального водорода – типичный способ погружения в прошлое галактики и реконструирования ее столкновения. В случае М101 задача оказалась совсем простой – струя газа соединяет ее с близлежащей галактикой NGC 5474. То, что они до сих пор связаны мостом газа, означает, что столкновение между ними произошло недавно, но вот источник газа определить не удалось – обе ли галактики в него вложились, или же одна из них. Скорее всего, это столкновение привело к появлению красного потока звезд. Тем не менее, этот вывод не окончательный, так как есть еще один претендент на роль создателя потока – галактика NGC 5477. Возможно, он появился при совместном влиянии NGC 5474 и NGC 5477.

Наблюдения в оптическом диапазоне проводились с помощью аппаратуры обсерватории Китт Пик и Грин Бенк. При этом пришлось внести специальные изменения в устройство телескопов – замена дополнительных зеркал на более крупные, чтобы суметь охватить ту область неба, в которой находится весь поток водорода между М101 и NGC 5474. На принимающую оптику телескопа была нанесена специальная антибликовая пленка, а внутренность телескопа, по которой идет свет, обшита темной тканью. ЗА счет таких усовершенствований уровень шумов снизился настолько, что удалось наблюдать все происходящее около М101.