Ископаемая галактика

Практически на окраине Млечного Пути, в 75 тыс. световых лет от нас,  расположена необычная карликовая галактика Segue 1. Ее необычность заключается в том, что ее можно назвать «галактикой» лишь с большой натяжкой: по численности своего «населения» она уступает даже некоторым рассеянным скоплениям — в ее состав входит всего около тысячи звезд. Кроме того, у этой звездной системы крайне редкий химический состав, характеризующийся исчезающее малыми количествами металлов (элементов тяжелее гелия).

Именно химический состав Segue стал причиной пересмотра существующих представлений об эволюции галактик в молодой Вселенной — или, применительно к данному случаю, о фактическом отсутствии эволюции некоторых из них.

Согласно общепринятым представлениям, звезды формируются из газово-пылевых облаков, а затем наиболее массивные из них сгорают во вспышках сверхновых (максимум через миллиард лет после рождения), выбрасывая в космос тяжелые элементы — продукты термоядерного синтеза, которые становятся основой для образования новых поколений звезд. Но это, похоже, совершенно не относится к Segue 1: в отличие от прочих звездных систем, процессы звездообразования в ней остановились на самой ранней стадии.

Результаты исследований необычной галактики изложены в статье в журнале Astrophysical Journal. Ее ведущий автор — Анна Фребел, доцент кафедры физики в Массачусетском технологическом институте (Anna Frebel, Massachusetts Institute of Technology) — считает, что эта галактика пыталась стать большой, но ей это по каким-то причинам не удалось, и она осталась в своем первобытном состоянии, являясь в настоящее время источником ценных сведений об условиях, имевших место во Вселенной вскоре после Большого Взрыва. С ее помощью мы можем получить информацию о самых первых этапах галактической эволюции.

Во всех них наблюдается явный дефицит металлов. Все элементы тяжелее гелия в Segue 1, по-видимому, образовались при взрыве одной или максимум нескольких сверхновых, вспыхнувших на самых ранних этапах ее формирования. После этого она фактически «выключилась» с точки зрения эволюции — в ней остановились процессы рождения новых звезд, поскольку исчерпались все запасы межзвездного газа, из которого они образуются.

Астрономы также обнаружили убедительные доказательства почти полного отсутствия в Segue 1 так называемых «химических элементов нейтронного захвата», находящихся в нижней половине таблицы Менделеева и генерируемых звездами промежуточных масс. Этот факт, опять же, свидетельствует о раннем прекращении звездообразования и резко выделяет Segue 1 среди других небольших галактик, уже исследованных астрономами.

Компьютерное моделирование показывает, что карликовые галактики, по-видимому, являются «строительными блоками» для больших звездных систем — таких, как наш Млечный Путь (весьма вероятно, что через какое-то время Segue 1 будет им поглощена). Фолкер Бромм, профессор астрономии в Университете штата Техас (Volker Bromm, University of Texas), говорит, что новая работа очень важна и обосновывает идею о том, что изучение таких слабых «карликов» приведет к лучшему пониманию эволюции Вселенной. Большинство звезд нашей Галактики прошли этапы сложного формирования и обогащения элементами, возникшими при взрывах сверхновых. Звезды карликовых галактик практически не подвержены такому «загрязнению».

«Судьба» Segue 1 также показывает, что в молодой Вселенной существовало намного большее разнообразие эволюционных сценариев, чем считалось ранее. Однако Фребел не спешит обобщать свои выводы. Следует найти больше подобных систем — иначе эта галактика вполне может стать примером того, насколько редки такие случаи неудачной эволюции. В настоящее время нам известен лишь этот единственный в своем роде объект.