Ранние галактики содержат множество мелких звезд, заявляют астрономы

25 апреля 2012 года

Соотношение числа крупных и небольших звезд в галактиках, так называемая начальная функция масс, не является постоянным числом, как считали ранее - крупные древние галактики содержат относительно много малых светил, тогда как молодые "звездные мегаполисы" оказались чуть богаче на звезды-гиганты, заявляют астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature.

Соотношение массы и яркости любой галактики напрямую связано с "демографией" ее звездного населения. Как правило, основным источником света в "звездных мегаполисах" выступают особо крупные и яркие голубые гиганты, а большую часть галактической массы образуют тусклые оранжевые и красные карлики. Это соотношение - начальная функция масс на языке астрофизики - остается примерно одинаковым для нашей галактики и ее отдельных частей, в связи с чем многие ученые считали его постоянной величиной для всех "звездных мегаполисов".

ДРЕВНИЕ СВЕТИЛА

Группа астрофизиков под руководством Мишель Капелляри (Michele Capellari) из Оксфордского университета (Великобритания) вычислила это соотношение для 260 ближайших к нам галактик, сформировавшихся в далеком прошлом Вселенной. Все эти "звездные мегаполисы" относятся к классу эллиптических и линзовидных галактик и удалены от нас на расстояние, не превышающее 136 миллионов световых лет.

Ранее Капелляри и его коллеги изучили свойства интересующих их объектов в рамках программы исследования ранних галактик ATLAS-3D, которая проводится Оксфордским университетом с 2011 года. Ученые проанализировали спектр, светимость и другие астрофизические характеристики "звездных мегаполисов" при помощи интегрального спектрографа SAURON, установленного на телескопе имени Уильяма Гершеля в составе обсерватории Ла-Пальма на Канарских островах.

Астрономы изучили спектры отдельных групп звезд, определили скорость их движения и на основе этого вычислили массу светил. Затем они сравнили массу каждого отдельного светила с его примерной массой, что помогало им определять, является ли та или иная звезда карликом, светилом из главной последовательности или же гигантом.

НЕОЖИДАННОЕ ОТКРЫТИЕ

Подсчитав количество звезд каждого типа в изученных галактиках, ученые вычислили их соотношение. К их удивлению, средний показатель для эллиптических и линзовидных галактик сильно отличался от пропорции малых и крупных звезд, характерной для Млечного пути и его ближайших соседей.

По расчетам ученых, в древних эллиптических галактиках было несколько меньше крупных и ярких звезд, тогда как карликов и небольших светил в них намного больше по сравнению с Млечным путем.

Капелляри и его коллеги усомнились в полученных результатах и проверили их на возможные случайные и систематические ошибки, используя различные методики расчета массы и меняя предполагаемую долю темной материи в гало - кольцах из темной материи, окружающей видимую часть всех галактик. Несмотря на все усилия ученых, пропорция звезд в древних галактиках так и не стала "нормальной".

"Наше исследование показало, что представление об одинаковом соотношении масс звезд во всех галактиках, принимаемое на веру в практически всех областях галактической астрофизики и космологии, не соответствует действительности. Необходима серия новых теоретических и практических исследований, которые помогут понять, почему существуют вариации в начальной функции масс, которую мы обнаружили в нашей работе", - заключают авторы статьи.