В рамках современной космологической парадигмы, подавляющая часть галактик
сформировалась в первые 1-2 млрд лет после Большого Взрыва, который произошел
13.7 млрд лет назад. Вначале они были полностью газовыми объектами с первичным
химическим составом (H и He). Под действием гравитации газ уплотнялся и
формировал первые звезды. В недрах звезд в термоядерных реакциях
синтезировались элементы
тяжелее гелия (условно называемые металлами), которые в конце жизни звезды
выбрасывались в окружающий газ и перемешивались, увеличивая 'металличность'
газа Z(gas) в межзвездной среде. Эволюция галактик - это два связанных
процесса: переход газа в звезды и его обогащение продуктами эволюции звезд.
Поэтому параметры 'массовая доля газа' M(gas)/[M(gas)+M(stars)] и Z(gas)
характеризуют стадию эволюции галактик. Большие дисковые галактики более
эволюционно продвинуты: доля газа в них 1-10 процентов, Z(gas) порядка
солнечной, Zo~0.02. В дисковых галактиках меньших масс, доля газа достигает
десятков процентов, а его металличность - в разы меньше, до Zo/10.
Галактики с очень низкой металличностью (Zo/50- Zo/30) и большой долей газа
(более 90%) в современной Вселенной исключительно редки. Они похожи по своим
свойствам на галактики в ранней Вселенной, но находятся 'близко' (порядка
десятков Мпк) и могут быть изучены гораздо детальнее. Это и является сильной
мотивацией к их активному поиску.
Прототипом таких объектов является открытая 50 лет назад голубая карликовая
галактика IZw18 с Z(gas)=Zo/33. С тех пор проанализированы спектры многих
тысяч галактик, для которых получены оценки Z(gas). Однако, лишь около
десятка из них имеют Z(gas) равную или меньше Zo/30 (далее называем их
XMP галактики - eXtremely Metal-Poor).
БОльшая их часть, включая IZw18, находится в пустотах. Поэтому, в рамках
проекта исследования галактик в близких пустотах (смотри научные новости САО
за 2018 г., https://www.sao.ru/Doc-k8/SciNews/2018/Pustilnik/), из 1350
галактик в пустотах, мы отобрали 60 кандидатов в XMP галактики.
С использованием больших оптических телескопов БТА и SALT (ЮАР), на
сегодня мы получили спектры 46-ти из этих галактик.
Из них, десять оказались новыми XMP объектами. С учетом новых находок, число
известных таких галактик в близких пустотах увеличено до 19-ти. Кроме того,
еще для 13 галактик пустот, мы обнаружили, что их Z(gas) = Zo/28-Zo/23 лишь
немного превышает условную границу Zo/30. Такие галактики тоже очень редки,
так что новые данные позволят лучше понять их групповые и индивидуальные
свойства.
Модельные расчеты (Tweed et al. 2018) предсказывают существование в близкой
Вселенной редких галактик, в которых больше половины звезд образовались в
течение последнего 1 млрд лет (их условно назвали Очень Молодые Галактики,
ОМГ). Из известных объектов, достаточно уверенно к ним можно отнести IZw18 и
ее спутник IZw18C. Многие из вновь открытых XMP галактик в пустотах похожи по
своим свойствам на ОМГ. Дальнейшее детальное исследование таких галактик
позволит лучше понять их необычные свойства и эволюционный статус.
Опубликовано:
Pustilnik S.A., Egorova E.S., Kniazev A.Y., Perepelitsyna Y.A.,
Tepliakova A.L., Burenkov A.N., Oparin D.V.
XMP gas-rich dwarfs in nearby voids: results of BTA spectroscopy,
2021, MNRAS, 501, 944-962
http://arxiv.org/abs/2108.12065
Pustilnik S.A., Kniazev A.Y., Perepelitsyna Y.A., Egorova E.S.
XMP gas-rich dwarfs in nearby voids: results of SALT spectroscopy,
2020, MNRAS, 493, 830-846
Pustilnik S.A., Egorova E.S., Perepelitsyna Y.A., Kniazev A.Y.
XMP gas-rich dwarfs in nearby voids: candidate selection,
2020, MNRAS, 492, 1078-1090
Для контактов - Пуcтильник С.А.,
д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории внегалактической
астрофизики и космологии
|