Астрономы выяснили, как холодный газ в галактиках связан с остановкой звездообразования

Астрономы представили новое исследование, посвященное холодному газу в окологалактической среде (CGM) — разреженной оболочке из газа, окружающей галактики. Работа основана на анализе поглощения линий магния (MgII) в спектрах 716 галактик с красным смещением от 0.07 до 2.7, что охватывает около 10 миллиардов лет космической истории.

Главной методической новинкой стал введенный авторами показатель отклонения от главной последовательности звездообразования. Он позволяет выделить галактики в переходной стадии — так называемой зеленой долине, — которые при бинарной классификации (звездообразующие/пассивные) часто остаются незамеченными.

Ученые построили радиальный профиль поглощения MgII, нормированный на радиус вириализации галактик. Выяснилось, что сила поглощения закономерно убывает с ростом проекционного расстояния от центральной галактики.

Разброс точек относительно среднего профиля оказался тесно связан с интенсивностью звездообразования. У звездообразующих галактик наблюдается избыток поглощения, у галактик в зеленой долине — промежуточные значения, а у пассивных — дефицит. Та же зависимость прослеживается и в покрытии внутренней области CGM: доля галактик с сильным поглощением монотонно снижается от активно формирующих звезды систем к спокойным.

Кинематика поглощения указывает на то, что холодный газ в основном гравитационно связан с галактикой. Кроме того, у звездообразующих галактик выявлена азимутальная анизотропия: поглощение усиливается как вдоль полярного направления, так и вдоль диска, что согласуется с биполярными истечениями и аккрецией газа из плоскости.

В целом результаты показывают, что холодная компонента CGM чутко отслеживает процесс прекращения звездообразования. При этом снижение количества холодного газа происходит постепенно, на протяжении всей фазы зеленой долины, а не скачкообразно при переходе от активных галактик к пассивным.