Цивилизация
До половины атомов, из которых состоят наши тела и окружающие нас объекты, были занесены в Млечный Путь из других галактик, выяснили астрофизики Северо-Западного университета в Иллинойсе. Создав 3D-модель эволюции галактик, ученые воссоздали путь, который преодолели во Вселенной атомы, образовавшие галактики, с момента Большого взрыва и до сегодняшнего дня.
Более точные симуляции возникновения сверхновых позволили установить, что космические (галактические) ветры перемещают атомы быстрее, чем считалось ранее. В галактиках с населением 100 млрд звезд и более около 50% вещества космические ветры принесли извне. Результаты работы были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Мы даже не представляли, насколько значительная часть материи в современных галактиках, похожих на Млечный Путь, была фактически «украдена» ветрами из других галактик»,
— рассказывает Клод-Андре Фоше-Жигер, ведущий автор исследования.
«Кража» происходит после гибели звезд. Если их жизненный цикл завершается вспышкой сверхновой, то происходит выброс облаков газа, несущихся на огромной скорости. Содержимое этих облаков и подхватывают галактические ветры — потоки заряженных частиц, движимых взрывом.
Ранее считалось, что галактические ветры не приносят значимого количества атомов из одной галактики в другую, так как у них не хватает для этого мощности. «Мы полагали, что движение ветров ограничено пределами галактики, в которой они зародились, — говорит Фоше-Жигер. — Считалось, что переносимые частицы могут быть поглощены этой галактикой и не попасть в другую.
Это исследование изменило наше понимание того, как формировались галактики после Большого взрыва».
На протяжении всего жизненного цикла галактики непрерывно обмениваются между собой атомами, сообщает он. Путь из одной галактики в другую занимает от нескольких сотен миллионов до 2 млрд лет, которые ветры преодолевают со скоростью несколько сотен километров в секунду.
Для крупных галактик, таких как Млечный Путь, космические ветры представляют основной источник материала для роста, принося материю из соседних галактик поменьше. Фоше-Жигер считает, что
Млечный Путь «кормится» с Магеллановых облаков — карликовых галактик-спутников, находящихся на расстоянии 160 тыс. и 200 тыс. световых лет.
Отследить движение материи с момента зарождения Вселенной до наших дней и понять, откуда прибыли атомы, из которых состоит воздух, которым мы дышим, и вода, которую мы пьем, — одна из фундаментальных задач астрофизики, добавляет Джессика Верк, одна из авторов работы. «Это Священный Грааль внегалактической космологии, и теперь мы знаем, что половина всех атомов образовалась за пределами нашей галактики», — говорит она.
«Учитывая, сколько материи, из которой мы сделаны, прибыло из других галактик, мы можем называть себя космическими путешественниками, — шутит Даниэль Англе-Альказар, автор исследования. — Очевидно, немалая часть вещества, из которого состоит Млечный Путь, раньше была в других галактиках, откуда его вынесло мощным ветром.
Оно преодолело межгалактическое пространство и нашло в Млечном Пути новый дом».
В пределах галактики все звезды связаны: они движутся вокруг общего центра масс. Когда 14 млрд лет назад в результате Большого взрыва сформировалась Вселенная, в ней не было ни галактик, ни звезд — лишь однородный газ. В нем возникали возмущения, и под действием гравитации он постепенно начал образовывать звезды и галактики, каждая из которых была уникальна.
«Наши корни находятся куда дальше, чем мы думали, — говорит Фоше-Жигер. — Исследование позволило нам понять, как то, что нас окружает, связано с далекими космическими объектами».
Полученные результаты открывают новое направление в исследованиях, направленных на понимание происхождения галактик, считают авторы работы. Команда планирует сотрудничать с астрономами, работающими с телескопом Hubble и наземными обсерваториями, чтобы протестировать, насколько достоверно с помощью симуляции можно предсказывать движение ветров между галактиками.