Теперь исследователи Мичиганского университета обнаружили причину этого явления: оказывается, эти галактики имеют 10-миллионную задержку в выдувании газа, загромождающего их среду. Звездообразующие области способны удерживать газ и пыль, что позволяет большему числу звезд формироваться и развиваться.

В этих относительно чистых карликовых галактиках массивные звезды, масса которых в 20-200 раз превышает массу нашего Солнца, вместо того чтобы взорваться в виде сверхновых, коллапсируют в черные дыры. Но в более развитых и загрязненных галактиках, таких как наш Млечный Путь, они взрываются с большей вероятностью, создавая тем самым коллективный сверхновый ветер. Газ и пыль выбрасываются за пределы галактики, и звездообразование быстро прекращается.

Результаты исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal.

Когда звезды превращаются в сверхновые, они загрязняют окружающую среду, производя и выбрасывая металлы, — говорит Мишель Джечмен, первый автор исследования и научный сотрудник бакалавриата.

Мы утверждаем, что при низкой металличности галактики — среде, которая относительно незагрязнена, — существует 10-миллионная задержка в возникновении сильных сверхветров, что, в свою очередь, приводит к более высокому звездообразованию.

Исследователи из Университета штата Массачусетс указывают на так называемую «вилку Хаббла» — диаграмму, на которой изображен способ классификации галактик астрономом Эдвином Хабблом. В ручке вилки находятся самые крупные галактики. Огромные, круглые, полные звезд, эти галактики уже превратили весь свой газ в звезды. Вдоль зубцов вилки расположены спиральные галактики, в компактных рукавах которых есть газовые и звездообразующие области. На конце зубцов вилки находятся наименее развитые, самые маленькие галактики.

Но эти карликовые галактики имеют просто чудовищные звездообразующие области, — говорит старший автор исследования астроном Салли Оэй (Sally Oey) из Университета штата Массачусетс.

Были некоторые идеи, почему так происходит, но находка Мишель предлагает очень хорошее объяснение: Эти галактики с трудом останавливают свое звездообразование, потому что они не выдувают свой газ.

Кроме того, этот 10-миллионный период затишья дает астрономам возможность взглянуть на сценарии, аналогичные космическому рассвету — периоду времени сразу после Большого взрыва, — сказал Джечмен. В нетронутых карликовых галактиках газ слипается и образует щели, через которые может выходить излучение. Это ранее известное явление называется моделью «пикетного забора», в которой ультрафиолетовое излучение выходит между планками забора. Задержка объясняет, почему газ должен был успеть слипнуться.

Ультрафиолетовое излучение важно, поскольку оно ионизирует водород — процесс, который также происходил сразу после Большого взрыва, в результате чего Вселенная превратилась из непрозрачной в прозрачную.

Поэтому наблюдение за карликовыми галактиками с низкой металличностью и большим количеством ультрафиолетового излучения в некоторой степени похоже на исследование всего пути, ведущего к космическому рассвету, — сказал Джечмен.

Понимание времени вблизи Большого взрыва очень интересно. Оно является основополагающим для наших знаний. Это то, что произошло так давно — и так интересно, что мы можем наблюдать похожие ситуации в галактиках, существующих сегодня.

Во втором исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal Letters под руководством Оэя, с помощью космического телескопа «Хаббл» астрономы изучили регион Mrk 71, расположенный в соседней карликовой галактике на расстоянии около 10 млн. световых лет. В галактике Mrk 71 команда обнаружила наблюдательные доказательства сценария Йекмена. Используя новую методику работы с космическим телескопом „Хаббл“, команда применила набор фильтров, которые рассматривают свет трижды ионизированного углерода.

По словам Оэя, в более развитых галактиках с большим количеством взрывов сверхновых газ в звездном скоплении нагревается до очень высоких температур — до миллионов градусов Кельвина. Расширяясь, этот горячий суперветер выбрасывает остальной газ из звездных скоплений. Но в среде с низкой металличностью, такой как Mrk 71, где звезды не разлетаются, энергия внутри региона излучается наружу. У нее нет возможности сформировать супервихрь.

Фильтры команды уловили диффузное свечение ионизированного углерода по всей поверхности Mrk 71, что свидетельствует о том, что энергия излучается. Таким образом, горячий суперветер отсутствует, а плотный газ остается во всей среде.

Оэй и Йекмен говорят, что их работа имеет множество последствий.

Наши результаты могут быть также важны для объяснения свойств галактик, которые сейчас наблюдаются космическим телескопом James Webb на рассвете, — сказал Оэй.

Я думаю, что мы все еще находимся в процессе понимания последствий.