Астрофизики раскрыли два механизма формирования линзовидных галактик

Астрофизики из проекта Hydrangea провели исследование эволюции линзовидных галактик (типа S0), используя серию космологических гидродинамических симуляций. Результаты показали, что эти галактики возникают как минимум двумя разными способами, которые оставляют различимые структурные следы.

Линзовидные галактики занимают промежуточное положение между спиральными и эллиптическими: у них есть диск, но почти нет спиральных рукавов и звездообразования. До сих пор оставалось неясным, все ли S0 образуются одинаково. Новое исследование впервые четко разделило их на два класса по массе и механизму формирования.

Симуляции, выполненные в рамках проекта Hydrangea, воспроизвели наблюдаемое соотношение масса-размер, полученное по данным обзоров SAMI и MaNGA. Анализ показал, что в плоскости масса-размер S0-галактики образуют характерный V-образный трек. Этот узор возникает из-за наложения двух физически разных каналов эволюции.

Низкомассивные S0 (с меньшим содержанием звезд) формируются в результате угасания — они перестают рождать новые звезды после падения в более массивное гало темной материи. Такие галактики сохраняют размеры дисков своих предшественников — спиральных галактик. Высокомассивные S0, наоборот, образуются через слияния: их структура и рост размеров похожи на эллиптические галактики, а угасание происходит еще до падения в скопление, в группах.

Проследив эволюцию галактик до красного смещения z=1, ученые обнаружили, что «угасшие» S0 почти не меняют свою структуру после прекращения звездообразования, а «слившиеся» S0 значительно увеличиваются в размерах за счет бесстолкновительных взаимодействий. Эти расходящиеся пути объясняют как излом зависимости масса-размер, так и ее общий разброс.

Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов arXiv. Они подтверждают, что линзовидные галактики не являются однородной популяцией, а возникают в результате множества механизмов, что важно для понимания эволюции галактик в целом.