Теоретики из Калифорнийского университета в Санта-Крусе (США) и Цюрихского университета (Швейцария) смоделировали образование массивной спиральной галактики с перемычкой.
Основой расчётов стала стандартная космологическая модель ΛCDM, в которой рассматриваются «обычная» барионная материя, тёмная материя и тёмная энергия. Подобные вычисления, разумеется, выполнялись и раньше, но их результаты никого не устраивали: виртуальные спиральные галактики получали чересчур компактные диски и избыток «старых» звёзд в центральной области. Кроме того, модельные объекты отходили от наблюдаемого соотношения Тулли — Фишера, которое связывает их массу с амплитудой кривой вращения — графика, отмечающего зависимость орбитальной скорости звёзд и газа от расстояния до центра галактики.
Когда точность расчётов возросла, а к одному из важнейших их элементов — вспышкам сверхновых, которые способствуют удалению вещества из центра галактик, — стали относиться более внимательно, часть проблем была решена. Появились реалистичные модели дисковых галактик с нечётко выраженными спиральными рукавами и быстро спадающими кривыми вращения, однако конструировать развитые спирали с крупными дисками и пологими кривыми вращения, аналогичные Млечному Пути, специалисты так и не научились.
В позапрошлом году американо-швейцарская научная группа вполне успешно смоделировала образование карликовой галактики без балджа. Новую работу можно расценивать как повторение этого результата на более высоком уровне сложности с увеличенным до 18,6 млн количеством частиц, приходящихся на газ, тёмную материю и звёзды. За трудоёмкие вычисления отвечали суперкомпьютеры Cray XT5, установленный в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре, и Pleiades, принадлежащий НАСА.
В статье, опубликованной в Astrophysical Journal, учёные рассматривают только конечное состояние модельного объекта — массивной спиральной галактики с перемычкой.
Диск и балдж смоделированной галактики (сверху) и Млечного Пути. Изображение нашей Галактики подготовлено по данным Two Micron All Sky Survey.
Полученная спиральная галактика, как сообщается, имеет правдоподобную кривую вращения со скоростью, постепенно спадающей на 60-килопарсековой дистанции; кроме того, кривая хорошо согласуется с реконструкцией, выполненной для Млечного Пути по данным наблюдений голубых звёзд горизонтальной ветви. Общая звёздная масса галактики составляет 3,9•1010 солнечных (соответствующий показатель Млечного Пути — (4,9–5,5)•1010 солнечных масс), а отношение массы нейтрального водорода к звёздной, равное 0,049, эквивалентно среднему значению, которое было определено в обзоре GALEX Arecibo SDSS Survey. Расчётная скорость формирования звёзд (1,1 солнечной массы в год) также сравнима с той, что была рассчитана для Галактики с использованием данных «Спитцера».
Таким образом, модель уже сейчас позволяет создавать близкие структурные аналоги Млечного Пути. В ближайшем будущем авторы планируют изменить начальные условия, касающиеся объединений с другими галактиками. Нынешний вариант модели предполагает малособытийную историю слияний на поздних стадиях эволюции, а учёные хотят выяснить, как на характеристиках отражаются более интенсивные — и типичные для спиральных галактик — внешние взаимодействия.
По материалам: compulenta.ru.