Миграция звезд в галактиках оказалась «горячей», а не «холодной» — выводы симуляций FIRE

Международная группа астрофизиков, работающая в рамках проекта FIRE (Feedback In Realistic Environments), изучила, как звезды радиально перемещаются внутри дисковых галактик. Для этого они использовали космологические симуляции высокого разрешения 12 галактик, похожих по массе на Млечный Путь. Результаты опубликованы на сервере препринтов arXiv (идентификатор 2607.00077).

Долгое время считалось, что радиальное перераспределение звезд происходит в основном за счет «холодного» механизма: звезды меняют момент импульса, не испытывая значительного нагрева — то есть их орбитальный эксцентриситет остается почти неизменным. Однако новые данные ставят эту гипотезу под сомнение.

Ученые отобрали звезды, которые с момента рождения изменили свой орбитальный момент импульса более чем на 20%, и проследили изменение их эксцентриситета. Оказалось, что только от 20 до 50% таких мигрирующих звезд действительно сохраняют исходный эксцентриситет. Остальные испытывают «горячее» перераспределение — их орбиты становятся более вытянутыми.

Авторы также выявили факторы, влияющие на «холодную» фракцию. Она оказалась выше в дисках, сформировавшихся раньше, и в тех, которые изначально были динамически более холодными. Кроме того, звезды, родившиеся на умеренно эксцентричных орбитах (e ? 0,4), наиболее склонны сохранять свой эксцентриситет при миграции.

Неожиданным результатом стало обнаружение популяции звезд, которые, наоборот, «охлаждаются» — их эксцентриситет уменьшается с момента рождения. Именно этот процесс, а не «холодное» перераспределение, оказался основным механизмом появления звезд на почти круговых орбитах в современной Вселенной.

В целом, судьба мигрирующей звезды — будет ли она нагрета, охлаждена или останется неизменной — определяется тремя параметрами: направлением миграции (внутрь или наружу галактики), начальным эксцентриситетом и возрастом. Таким образом, модель «холодного» перераспределения не является универсальной; радиальная миграция в симуляциях FIRE в основном оказывается «горячей» на протяжении всей жизни звезды.