Большие скорости звездообразования связали с «умелостью» галактик

Международная группа астрономов нашла причину, по которой некоторые галактики выбиваются из так называемой «главной последовательности звездообразования». Как казалось, это связано не с исключительными количествами газа в них, а скорее с высокой эффективностью его преобразования в звездную материю. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.

«Главная последовательность звездообразования» (не путать с Главной последовательностью для звезд) связывает массу звезд (именно звезд, а не всей галактики) в галактике и скорость звездообразования в ней. Для большинства галактик, у которых измерены эти величины, соотношение между скоростью и массой примерно одинаково, но есть и ряд исключений, для которых значение этой величины гораздо выше. Они и стали целью нового исследования.

«Главная последовательность» связывает скорость звездообразования только лишь с массой звезд в галактике, никак не учитывая количество исходного сырья — межзвездного газа. Для того, чтобы включить его в рассмотрение ученые рассматривают еще одну важную величину — эффективность звездообразования, своего рода КПД. Она равна отношению скорости звездообразования (измеряемой в массе новых звезд в год) и массе газа в галактике.

Авторы работы исследовали межзвездный газ в семи удаленных галактиках с помощью массива радиотелескопов ALMA. Астрономы исследовали линии испускания молекул CO, лежащие в миллиметровом диапазоне. На эффективность преобразования газа указывает соотношение между интенсивностью инфракрасного излучения и интенсивность излучения CO: инфракрасное излучение является маркером процессов звездообразования, а количество CO в межзвездном веществе связанно с суммарным количеством газов. Чем меньше количество газа в галактике, тем выше эффективность преобразования его в звезды при одной и той же скорости звездообразования. 

Ученые сравнили соотношение между этими величинами у галактик-«исключений» и у галактик, принадлежащих «главной последовательности звездообразования». Оказалось, что даже несмотря на большие количества CO в исследованных галактиках, эффективность преобразования газа в них была выше, чем у «обыкновенных». Чем дальше отстояли «исключения» от основной массы объектов, тем выше было значение эффективности.

Галактиками со вспышками звездообразования называются небесные тела с исключительной скоростью звездообразования. Как правило такие вспышки наблюдаются у взаимодействующих галактик, например, сталкивающихся. Связано это явление с возникновением уплотнений в межзвездном веществе, которые служат зародышами будущих звезд.