Медленно формируя звезды в течение первых нескольких миллиардов лет своей жизни, Магеллановы Облака, расположенные рядом с соседями нашей галактики Млечный Путь, улучшили свою игру и теперь быстро формируют новые звезды. Это новое понимание истории Облаков прибывает из первых подробных химических карт, сделанных из галактик вне Млечного Пути.

Названные в честь исследователя Фердинанда Магеллана, который руководил первой европейской экспедицией по кругосветному плаванию, Большие и Малые Магеллановы Облака являются ближайшими галактическими соседями Млечного Пути — спутниками-галактиками, которые когда-нибудь сольются с нашей галактикой. Две галактики видны только из Южного полушария, где они выглядят как яркие, тонкие облака .

Карта звездной истории

Хотя люди тысячелетиями смотрели на Облака, астрономы впервые сделали подробную карту химического состава звезд внутри них. Проект, выполненный Sloan Digital Sky Survey (SDSS), был во главе с астрономом NOAO Дэвидом Нидевером, который также является профессором-исследователем физики в Университете штата Монтана.

«Мы нанесли на карту положения, движения и химический состав тысяч звезд в Магеллановых Облаках», — сказал Нидевер. «Чтение этих карт помогает нам восстановить историю, когда эти галактики образовали свои звезды».

Карты являются первым крупным открытием, появившимся в результате новой южной операции, проведенной в рамках эксперимента по эволюции Галактики 2 (APOGEE-2) Обсерватории Apache Point, который проводится на телескопе Irénée du Pont в обсерватории Las Campanas в Чили.

Создание карт из звездных спектров

Чтобы составить карты, команда SDSS собрала спектры как можно большего количества звезд. Спектры, которые распространяют свет от звезды в форме радуги, кодируют движения звезд, их температуру, химические элементы, которые они содержат, и их стадию в жизненном цикле звезды.

Измеряя химический состав звезд галактики, астрономы могут сделать вывод о своей «истории звездообразования», что является приблизительным показателем скорости образования звезд с течением времени. Реконструкция возможна из-за разницы во времени жизни звезд разных масс и той роли, которую играют более массивные звезды в обогащении галактик тяжелыми элементами.

По мере старения звезд звезды, более массивные, чем Солнце, эволюционируют и взрываются как сверхновые, выбрасывая тяжелые элементы в галактику, в то время как менее массивные звезды живут дальше. Выбрасываемые элементы смешиваются с существующим газом, обогащая его. Новые поколения звезд образуются из обогащенного газа и наследуют этот химический состав. Процесс повторяется, и дольше живущие звезды с меньшей массой выживают, чтобы записать историю обогащения галактики. Нанося на карту обилие этих звезд, астрономы могут «читать» записи звездообразования галактики.

Медленный старт, сопровождаемый взрывом

Результаты показывают, что история звездообразования Больших и Малых Магеллановых Облаков полностью отличается от истории нашей галактики. «В Млечном Пути звездообразование начиналось как бандитизм, а затем уменьшалось», — объяснил член команды Стен Хасселквист из Университета Юты. «Напротив, в Магеллановых Облаках звезды формировались крайне медленно в ранние времена со скоростью, составляющей лишь 1/50 скорости звездообразования в Млечном Пути, но эта скорость резко возросла за последние 2 миллиарда лет».

Нидевер считает, что резкое увеличение скорости звездообразования связано с взаимодействием Магеллановых Облаков друг с другом, когда они падают к Млечному Пути. «Облака спокойно начали свою жизнь в относительно изолированной части Вселенной, где не было причин образовывать звезды», — сказал Нидевер. «Но в последние несколько миллиардов лет тесные взаимодействия Облаков друг с другом и с Млечным путем заставляют газ в Облаках превращаться в звезды ».

Фейерверк впереди!

В течение следующих нескольких миллиардов лет Магеллановы Облака будут продолжать сливаться с Млечным Путем, поскольку гравитационная сила гораздо более массивного Млечного Пути притягивает их. По мере слияния образование звезд в Облаках, как ожидается, достигнет ровного большая, повышенная температура, согласно недавним работам. Примерно через 2,5 миллиарда лет Большое Магелланово Облако будет полностью поглощено Млечным путем в результате космического взрыва звездообразования. Наши ближайшие соседи, возможно, начали медленно, но впереди захватывающие времена!

Результаты были представлены 9 января 2019 года на 233-м заседании Американского астрономического общества.