Žiūrint kosminiu masteliu, galaktikų gyvenimas primena žmogaus: iš pradžių jos būna mažos, paskui auga, tampa stipresnės ir produktyvesnės, o galiausiai, išbaigusios energijos atsargas, susitraukia ir miršta.
Bet nauji tyrimai, praėjusią savaitę pristatyti Amerikos astronomijos draugijos (AAS) susitikime Sietle, rodo, kad yra daugiau nei vienas būdas nužudyti galaktiką – ir jos ne visada lieka mirusios.
Kitaip nei su žmonėmis, kanibalizmas yra varomoji galaktikų gyvenimo ciklo jėga. Gravitacija sutraukia mažesnes galaktikas ir šios suformuoja didesnes. Tada didesniosios – taip pat ir mūsiškis Paukščių Takas – toliau šlamščia į jos gniaužtus pakliuvusias mažesnes galaktikas.
Tokie susiliejimai turi įtakos galaktikos sveikatai ir išvaizdai. Geriausiais savo metais galaktikos būna panašios į mūsiškę: pagrindinėse spiralėse pilna jaunų žvaigždžių, jų atsiradimo tempas žvalus. Bet galiausiai kažkas jas išjungia ir galaktikos virsta kupinais senų žvaigždžių sferiniais pūzrais.
Neaišku, kaip tai nutinka. Ar tai vyksta greitai? O gal taip lėtai, kad pati galaktika net nesuvokia mirštanti?
Ilgai populiariausias senėjimo proceso įtariamasis buvo susijungimas: dvi kupinos dujų spiralinės galaktikos susiduria ir suformuoja naują, kurioje sutrikdyta elegantiška žvaigždžių struktūra. Astronomai jaunas spiralines galaktikas vadina „mėlynomis“, dėl jaunų žvaigždžių spalvos, o senas ir gumbuotas – „raudonomis ir mirusiomis“ (angl. red and dead), nes senų žvaigždžių spalva rausva.
Tad lieka pereinamoji zona tarp mėlynų ir raudonų galaktikų, vadinamasis „žalias slėnis“, iš dalies dėl to, kad žalios šviesos energija yra tarp mėlynos ir raudonos, nors pačios žvaigždės neatrodo žalios.
„Žaliajame slėnyje yra netvarka, – sakė Danielis McIntoshas iš Misūrio-Kanzaso universiteto. – Tai lyg visokiausių procesų troškinys. Turime bendrą paveikslą, kad galaktikos sendamos tampa vis raudonesnės, bet kaip?“
Žinome, kad žalios galaktikos turi vieną bendrą bruožą: joms baigiasi dujos. Užuomina, kas gali vykti, pasiekia iš jų centre esančių juodųjų bedugnių. Jeigu jos aktyviai siurbia medžiagą, galaktika gali išsviesti galingus vėjus ir radiacijos srautus, aršiai išstumiančius dujas. Astronomai jau seniai pastebėjo, kad galaktikos, turinčios aktyvias juodąsias skyles, susitelkusios žaliajame slėnyje.
„Keletą metų sakoma: „Ak, suprantama, tai viską paaiškina!“ – sakė Kevinas Schawinskis iš Šveicarijos Federalinio technologijų instituto Ciuriche, piliečių mokslo projekto „Galaxy Zoo“ įkūrėjas.
Bet jis suvokė, kad galaktika nebūtinai turi pasikeisti iš spiralės į debesį, kad pakeistų savo žvaigždžių formaciją. Naudodamas „Galaxy Zoo“ duomenis jis su kolegomis parodė, kad per „žaliąjį slėnį“ veda du keliai: greitas išsijungimas ir lėtas blėsimas.
Greitai mirštančios galaktikos, tikriausiai, gauna niuksą iš centrinės juodosios skylės. K.Schawinskis su kolegomis radioteleskopu Nyderlanduose stebėjo keturias „žaliojo slėnio“ galaktikas, kurių spalva rodo, jog jų amžius šiek tiek skiriasi, tad galima jas išrikiuoti nuo jauniausios iki seniausios.
AAS pristatytuose radiovaizduose dujų debesys iš galaktikos skrieja maždaug milijoną metų – gana trumpai galaktikos masteliu. Vienas iš jų atspindi centrinės juodosios bedugnės srautus, idealiai išsirikiavusius su išsviedžiamų dujų debesimis.
„Juodoji skylė daugiau nieko neveikia, ji rami, tačiau rodo aktyvių jos srautų praeitį“, – paaiškina K.Schawinskis. Nors tai neįrodo, kad dujas išspyrė juodoji bedugnė, panašu, kad taip turėtų būti.
Lėtasis kelias per „žaliąjį slėnį“ subtilesnis. Kartais galaktikai paprasčiausiai baigiasi dujos, arba dujos tampa per karštos, kad galėtų formuoti naujas žvaigždes. Jos išlaiko jaunatvišką spiralės formą, bet žvaigždžių formavimasis jose per milijardus metų slopsta.
„Tokias vadiname galaktikomis-zombiais, – sakė K.Schawinskis. – Jos jau mirusios, tačiau to dar nežino ir gyvuoja toliau.“
Tokia galaktika gali būti netgi Paukščių Takas, nors būnant jos dalimi sunku tai nustatyti. Pasak K.Schawinskio, artimiausia kaimyninė galaktika, Andromeda, tikriausiai yra „zombis“.
Paskutinis kvėptelėjimas
Dalis galaktikų atsisako keliauti kuriuo nors iš šių kelių. 2011 m. Katherine Alatalo iš Kalifornijos technologijų universiteto su kolegomis rado galaktiką NGC 1266, kuri, sprendžiant iš jos formos ir spalvos, yra sena, tačiau turi daug vandenilio ir molekulinio deguonies, o tai paprastai rodo žvaigždžių formavimąsi. Joje taip pat stebėtas dujų judėjimas nuo centrinės juodosios skylės.
„Tai nepanašu į nieką, ką esame stebėję mūsų galaktikoje, – tvirtina K.Alatalo. – Ji keitėsi neakivaizdžiu būdu – tačiau ji buvo sena.“
K.Alatalo mano, kad buvo užfiksuota NGC 1266 agonija. Ji jau baiginėjo savo dienas, kai susidūrimas su maža galaktika pabaigė darbą. Susijungimo smūgis pastūmė dujas į vidurį, kur centrinė juodoji bedugnė jas atmušė, išsviesdama dujas greičiau nei gravitacija spėjo iš jų suformuoti žvaigždes.
AAS K.Alatalo pristatė visiškai naujas galaktikas, parinktas iš kitų dangaus stebėjimų. „Manome, užklupome jas pačiame persitvarkymo smaigalyje, – sakė ji. – Jos primena žmones filmuose, kurie suvarpyti kulkų, paskutinį kartą meta nuostabos kupiną žvilgsnį ir krenta ant žemės.“
Bet netgi raudonos ir mirusios galaktikos nebūtinai yra mirusios. Mažos, turinčios daug dujų galaktikos suvalgymas suteikia jaunų žvaigždžių pliūpsnį ir gali paleisti trumpą jaunų žvaigždžių formavimosi antplūdį, prikeliantį pagrindinę galaktiką iš kapo duobės.
„Raudonos ir mirusios galaktikos gali laikinai grįžti į „žaliąjį slėnį“ ir vėl iš jo išskrieti“, – sakė D.McIntoshas.
Sirio Bellis iš Kalifornijos technologijų universiteto pateikė įrodymus, kad galaktikos gali augti net nustojusios gaminti naujas žvaigždes. Jis pabrėžė, kad vietinėje visatoje matomos mirusios galaktikos yra didesnės už tolimas, ankstesnes. Tai gali reikšti, kad gretimos mirusios galaktikos mirė neseniai, tad turėjo daugiau laiko augti, arba jos augo ir pasibaigus žvaigždžių formavimosi laikams, galbūt susijungdamos su mažesnėmis galaktikomis.
Siekdamas išskirti šias dvi galimybes, S.Bellis išsiaiškino tolimų mirusių galaktikų amžių „Keck“ teleskope Havajuose įrengtu nauju spektrografu, kuriuo buvo galima pažvelgti į tolesnę kosmoso praeitį ir išmatavo jų fizinį dydį, naudodamas „Hubble“ kosminiu teleskopu užfiksuotus vaizdus.
Jis išsiaiškino, kad jaunesnės galaktikos yra didesnės, taigi turi daugiau laiko augti prieš mirtį. Bet tai paaiškina tik maždaug pusę jo stebėtų pomirtinių padidėjimų. Jis taip pat išsiaiškino, kad ankstyvojoje Visatoje didelė dalis augimo vyko pernelyg greitai, kad tai būtų galima paaiškinti susijungimais. Tikroji šių galaktikų prigimtis lieka paslaptimi.
Mūsų galaktikos ateitis kiek aiškesnė: Paukščių Takas susidurs su Andromedos galaktika maždaug po 4 milijardų metų. Kitų galaktikų susidūrimų stebėjimai padės išsiaiškinti ir savo lemtį.
Parengta pagal „New Scientist“.
