Обзор астрономических статей, октябрь 2014
Этим полукреслом мастер Гамбс начинает...
Не первый раз у меня эта фраза в журнале всплывает, но уж больно хороша.
Каждую неделю мы собираемся нашей небольшой научной группой в комнатушке 137 и делаем по одному 10-минутому докладу о какой-либо статье, вышедшей за неделю, привлёкшей наше внимание. Итого набирается около 4 статей в месяц, которые я внимательно прочёл, закоспектировал и, что немаловажно, понял.
Мне кажется, имеет смысл выставлять краткие русские обзоры этих статей здесь.
Я ни в коей мере на собираюсь соперничать с известным среди астрофизиков обзором Сергея Попова, который пополняется уже более 10 лет, но хочу:
во-первых, практиковаться в использовании научного, но не заумного русского языка;
во-вторых, лишний раз тренировать себя на знание основ астрофизики, объясняя вещи, которые кажутся мне очевидными в силу замыленности глаза;
в-третьих, создать некую базу статей по внегалактической астрофизике, которые в будущем могут пригодиться мне или кому-нибудь из коллег.
Поехали!
Evolution of the dust emission of massive galaxies up to z=4 and constraints on their dominant mode of star formation
Эволюция излучения пыли в массивных галактиках на красных смещениях до z=4 и ограничения на доминирующую модель звёздообразования в них.
Авторы статьи рассмотрели 2 типа массивных галактик - с нормальным темпом звёздообразования и т.н. галактики со вспышкой звёздообразования, темп рождения звёзд в которых больше обычного в 10 и более раз. Их задачей было установить по косвенным признакам (количество пыли и спектральное распределение энергии, полученное от 3-х разных телескопов и в двух дополнительных обзорах), что именно является причиной звёздообразования в этих галактиках - простая конденсация облаков газа или т.н. major mergers - очень популярная нынче теория столкновения галактик сопоставимых размеров на ранних стадиях своего развития. Применив несколько интересных методов, авторы приходят к уже известному мнению, что галактики, лежащие на т.н. основной последовательности, образуют звёзды благодаря конденсации охлаждающегося газа (т.н. secular process), в то время как к вспышке звёздообразования скорее всего приводят именно столкновения галактик.
Отличительная особенность статьи - впервые существующие методы были применены для настолько удалённых галактик - всего лишь 1,5 млрд лет после Большого Взрыва.
The Quenching of the Ultra-Faint Dwarf Galaxies in the Reionization Era
Выключение звёздообразования в сверхтусклых карликовых галактиках в эпоху Реионизации.
Давно известна т.н. “загадка пропавших карликовых галактик” - все космологические симуляции предсказывают их огромное число поблизости от нашего Млечного Пути, но пока найдено их совсем немного. Авторы статьи исследовали 6 карликовых сверх-тусклых галактики и обнаружили, что звёздообразование в них закончилось примерно в один и тот же период и он по времени совпадает с эпохой реионизации, когда нейтральный водород во Вселенной снова стал ионизированным (лишился электрона), а значит, повысилась его энергия, и, как считают авторы, это увеличило кинетическую энергию газа, следовательно, он не мог конденсироваться и образовывать протозвёзды. То есть ΛCDM модель верна, просто таких галактик меньше (многие не успели родиться), а звёзд в имеющихся мало и в большинстве своём они тусклые и холодные (раз дожили до наших дней).
Удивительное наблюдение, которое авторы не объяснили - это почему звёзды в карликовых галактиках начали образовываться также одновременно, а это, как раз, крайне интересно.
SDSS J013127.34−032100.1: A newly discovered radio-loud quasar at z=5.18 with extremely high luminosity
Обнаружение на красном смещении z=5.18 радио-яркого квазара SDSS J013127.34−032100.1 со сверхвысокой светимостью.
В настоящее время известно очень немного радио-ярких квазаров, находящихся на больших красных смещениях. Это либо эффект выборки (мы видим очень мало, потому что так далеко видим только самые яркие), либо реальное положение дел (их по каким-то причинам на самом деле меньше). Эффект выборки скорее всего не сильно влияет, потому что есть прямая зависимость между оптической и радио-светимостью, а оптически-ярких квазаров на больших красных смещениях мы наблюдаем много. Видимо, дело в том, что чем квазар от нас дальше, тем меньше он излучает в радиодиапазоне.
Тем неожиданнее находка авторов - они использовали открытые данные телескопа WISE и обзор SDSS и обнаружили очень яркий квазар, показатель “радиогромкости” которого (то есть отношение радио потока к оптическому) более 100!
Их данные были дополнены спектрами с китайского телескопа Лицзян и Магеллановых телескопов в Чили. По этим данным была рассчитана масса чёрной дыры и болометрическая (то есть полная) светимость - она превышает Эддингтоновский предел в 3 раза.
В расчётах были использованы некоторые упрощения, поэтому дальнейшие наблюдения (например, с помощью VLBI) могут изменить результаты в пользу более скромных, но даже в этом случае обнаружение такого квазара - это событие.
Suppression of Star Formation in NGC1266
Подавление звёздообразования в галактике NGC1266
В этой линзовидной галактике образуется намного меньше звёзд, чем в должно было, учитывая количество газа (его определили с помощью телескопов ALMA и CARMA по плотности молекул CS, HCN и H13CN, переведя потом эти плотности в плотность атомов водорода).
Возможных сценариев два - либо в центре галактики находится АЯГ (активное ядро галактики), которое разогревает водородный газ, не давая тому осесть, либо (что менее вероятно), в центре этой галактики присутствует область взрывного звёздообразования - когда много ярких звёзд появились практически в один момент (в этом случае их суммарный поток будет точно так же нагревать газ во внешней области галактики, не давая образовываться другим звёздам).
В любом случае, такой, вроде бы нестабильный режим, позволяет молекулярному газу находиться в галактике дольше, чем обычно, так как если из ядра вылетает 100 солнечных масс в год, то покидает галактику не больше двух солнечных масс - остальной газ остаётся во внешних областях галактики, периодически аккрецируя на ядро, подпитывая тем самым его активность.
В заключении авторы говорят, что эта галактика - первая галактика средней массы, в которой вероятное АЯГ оказывает влияние на звёздообразование во всей галактике. Они надеются, что последующее изучение галактики с помощью телескопа NuSTAR позволит более точно разобраться в этом механизме.