JWST: перемычки в галактиках связаны с остановкой звездообразования

Международная группа астрономов представила наиболее полное на сегодня исследование связи между перемычками в галактиках, звездообразованием и свойствами галактик от ранней Вселенной до наших дней. Работа основана на данных космического телескопа JWST в рамках обзора CEERS и охватывает 1 171 массивную галактику с массой более 10 миллиардов солнечных.

Перемычки — это вытянутые структуры из звезд и газа, которые проходят через центр дисковых галактик. Они играют ключевую роль в переносе вещества к ядру, вызывая вспышки звездообразования, а затем способствуя его прекращению. Новое исследование впервые проследило этот процесс на протяжении 10 миллиардов лет.

Главный результат: на высоких красных смещениях (z ~ 1–2) галактики с перемычками активно формируют звезды и имеют низкий показатель Серсика (дисковая форма). В современной же Вселенной такие галактики, напротив, в основном «спящие» — с низким темпом звездообразования и высоким показателем Серсика (наличие балджа). Доля галактик с перемычками среди пассивных резко растет от z=2 к z=0, а среди активных — падает.

Наблюдения хорошо согласуются с гидродинамическими симуляциями TNG50-1 для перемычек длиннее 1,5 кпк. Это подтверждает, что за эволюцию отвечают именно перемычки, а не внешние факторы.

Авторы предлагают два объяснения: либо перемычки сами приводят к угасанию звездообразования через приток газа и центральные вспышки, либо пассивные галактики просто лучше сохраняют перемычки. Данные склоняются к первому сценарию — эволюционной последовательности, где газовые диски сначала образуют короткие динамически молодые перемычки, затем многократные притоки газа вызывают вспышки звездообразования, истощают газ и укрепляют перемычку, превращая галактику в пассивную.

Исследование демонстрирует возможности JWST для изучения детальной структуры галактик на ранних этапах эволюции. Впервые удалось надежно измерить перемычки на таких больших расстояниях и связать их с прекращением звездообразования.

Открытие вносит важный вклад в понимание того, как спиральные галактики со временем превращаются в эллиптические или линзовидные. Дальнейшие наблюдения с JWST и других телескопов помогут уточнить детали этого процесса.