Ученые выяснили, как галактики без балджа, подобные Млечному Пути, формируются и выживают после слияний

Астрофизики изучили формирование галактик без балджа — дисковых галактик, лишенных яркого центрального утолщения. В рамках проекта BEARD II они проанализировали выборку аналогов Млечного Пути и Андромеды в симуляции TNG50. Результаты опубликованы на arXiv.

Используя кинематическую декомпозицию, ученые выделили галактики с соотношением массы балджа к диску менее 0,1. Оказалось, что 74% таких галактик за свою историю пережили хотя бы одно крупное слияние (с отношением звездных масс не менее 1:4). При этом галактики без балджа формируются позже, чем галактики с доминирующим балджем: их характерный redshift формирования составил 0,7 против 1,2.

Галактики без балджа обладают менее массивными темными гало и более высоким удельным звездным моментом импульса, что согласуется с наблюдениями Млечного Пути. Однако темпы звездообразования и доля нейтрального водорода у них немного выше, чем в нашей Галактике.

Анализ эволюции звездных компонентов показал, что у галактик без балджа наблюдается постепенный рост диска с высоким отношением массы тонкого диска к общей звездной массе (более 0,5) начиная с redshift ~1. Прирост балджа минимален (менее 0,1) с redshift ~1,5. В противоположность этому, галактики с балджем формируют диск раньше, но затем их структура нарушается, что приводит к более сильной морфологической эволюции.

Ключевое различие — в характере слияний. Галактики без балджа чаще переживают газовые, компланарные и коротирующие слияния, которые способствуют сохранению диска. Галактики с балджем сталкиваются с более разнообразными типами слияний.

Даже в отсутствие крупных слияний наблюдаются структурные различия, что указывает на роль ранней газовой аккреции и выравнивания. Звездное население галактик без балджа моложе, а их история звездообразования более растянута, тогда как галактики с балджем быстро гаснут и имеют более старые звезды.

Полученные результаты проясняют два сценария формирования галактик типа Млечного Пути: один — под влиянием слияний, другой — за счет секулярных процессов. Исследование помогает понять, почему наша Галактика осталась дисковой, несмотря на бурное прошлое.