Звездные скопления и диски в центрах галактик растут одновременно из одного источника газа

Звездная перемычка спиральной галактики работает как конвейер и направляет межзвездный газ прямо к ядру. В центре галактики накапливается вещество, а вспышки сверхновых звезд создают ударные волны и запускают новые циклы рождения звезд. За несколько миллиардов лет этот механизм производит в ядре звезды суммарной массой в сотни миллионов масс Солнца. Поскольку скопления и диски растут из одного потока газа, их звезды не различаются по возрасту и химическому составу.

Предыдущие наблюдения не показывали прямой связи между размерами и массами скоплений и дисков, поэтому астрономы считали их независимыми структурами. Новая симуляция объяснила эту разницу: в процессе роста соотношение массы и радиуса этих объектов непрерывно меняется. На разных этапах жизни галактики они выглядят неодинаково, хотя имеют общий механизм образования.

Астрономы объяснили, почему у галактики NGC 4486B два центра

В ходе расчетов астрофизики также зафиксировали, как отдельное звездное скопление массой 30 миллионов солнечных масс сместилось по спирали в центр и слилось с ядерным скоплением. Такой же процесс астрономы сейчас наблюдают в реальной галактике NGC 1365. В ее перемычке находится массивный звездный кластер, который постепенно падает к центру. Подобные слияния увеличивают размеры центрального скопления и влияют на массу сверхмассивной черной дыры.

Расчеты проводили на физической платформе SMUGGLE-Ring. В модель включили прямое динамическое взаимодействие между звездами и живыми частицами гало темной материи. Это позволило воспроизвести темный промежуток вокруг перемычки, который образуется при ее вращении в среде темной материи. В исследовании также участвовали ученые из научных центров Франции, Италии, Китая, Южной Кореи и США.

Фото NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS Team