Ученые выяснили, почему меняется Малое Магелланово Облако

Фото из открытых источников

Странное отсутствие звездных орбит вокруг ядра Малого Магелланова Облака (ММО) десятилетиями ставило астрономов в тупик. Более того, ММО имеет странную, неправильную форму и подвержено приливным колебаниям. Теперь группа наблюдателей во главе с аспирантом Химаншем Раторе из Университета Аризоны выяснила причину отсутствия орбит у звезд. Дело в том, что в далеком прошлом ММО столкнулось напрямую со своим соседом, Большим Магеллановым Облаком (БМО). Это масштабное столкновение нарушило движение звезд и направило их по совершенно разным траекториям. Оно также потревожило газовые облака внутри ММО и создало газовый хвост, простирающийся в космосе.

Работа команды предоставляет уникальные данные о том, как галактики меняются с течением времени. «Мы наблюдаем за трансформацией галактики в режиме реального времени», — сказал Раторе. «Малое Магелланово Облако дает нам уникальную возможность наблюдать за процессом трансформации, который имеет решающее значение для эволюции галактик».

Малое Магелланово Облако — один из трёх взаимодействующих галактик, в состав которого входит и наша собственная Млечная Галактика, а также Большое Магелланово Облако. Малое Магелланово Облако находится на расстоянии около 200 000 световых лет, а Большое Магелланово Облако — около 158 000 световых лет. В обеих галактиках есть места активного звездообразования. Малое Магелланово Облако классифицируется как карликовая неправильная галактика и имеет массу, эквивалентную примерно 7 миллиардам солнечных масс. Однако не вся эта масса приходится на звёзды. Большая часть массы Малого Магелланова Облака сосредоточена в гигантских газовых облаках, которые в конечном итоге становятся местами рождения звёзд. Это происходит по мере охлаждения и сжатия облаков. При благоприятных условиях в результате этого процесса образуются горячие молодые звёзды, которые астрономы могут изучать, стремясь понять процесс звездообразования.

Астрономы измерили движение звёзд, существующих в Малом Магеллановом Облаке (ММО), используя данные телескопа «Хаббл» и миссии «Гайя». Тогда они обнаружили, что звёзды ММО не вращаются вокруг центра галактики так, как это делают звёзды в большинстве других галактик. Отсутствие орбитальной активности вызывало недоумение, пока команда Раторе не рассмотрела последствия столкновения ММО и БМО. Несколько сотен миллионов лет назад ММО врезалось прямо в диск БМО. Гравитация БМО нарушила внутреннюю структуру ММО и привела к хаотичному, беспорядочному движению его звёзд. Кроме того, газ БМО оказал огромное давление на газ ММО и разрушил его газовое вращение.

Поскольку Большое Магелланово Облако (БМО), Малое Магелланово Облако (ММО) и Галактика Млечный Путь взаимодействуют друг с другом, астрономы хотят понять, как это взаимодействие влияет на все три галактики. Астрономы обнаружили газовый мостик между БМО и ММО, вероятно, вырванный из одной из галактик в результате приливных взаимодействий между ними. Этот мостик активно формирует звезды в ударно-сжатом газе.

По словам Гуртины Бесла, ведущего автора статьи об этом открытии, столкновение между Большим и Малым Магеллановыми Облаками нанесло обеим галактикам значительный ущерб. «Малое Магелланово Облако пережило катастрофическое столкновение, в результате которого в систему попало огромное количество энергии. Это ни в коем случае не „нормальная“ галактика», — сказала Бесла. Чтобы понять причины этого столкновения, команда обратилась к компьютерному моделированию. Сначала они сопоставили известные свойства Малого и Большого Магеллановых Облаков — содержание газа, общую массу звезд и их положение относительно Млечного Пути. Затем они сопоставили результаты моделирования с теоретическими расчетами того, как столкновение повлияло на газ Малого Магелланова Облака, когда он пробивался сквозь плотную газовую среду Большого Магелланова Облака. Они также разработали новые методы для считывания искаженных движений звезд в галактике после столкновения — инструменты, которые теперь можно использовать для правильной интерпретации данных, фактически измеренных телескопами в Малом Магеллановом Облаке.

Это важно, потому что Малое Магелланово Облако (ММО) — небольшая галактика, богатая газом и содержащая мало тяжелых элементов, что сделало её стандартным эталоном для галактик, существовавших на ранних этапах Вселенной. Галактика, всё ещё находящаяся в состоянии шока после столкновения, может быть не совсем точной точкой отсчёта, сказал Бесла. Однако она может дать информацию о влиянии столкновений и взаимодействий на галактики на протяжении времени.

Другое исследование, опубликованное командой в 2025 году, показало, что столкновение также оставило физический след на Большом Магеллановом Облаке (БМО), который может помочь ученым исследовать темную материю. В центре БМО находится стержнеобразная структура, и эта стержень наклонена относительно плоскости галактики из-за столкновения. Раторе, ведущий автор исследования 2025 года, сказал, что степень наклона связана с количеством темной материи, содержащейся в Малом Магеллановом Облаке (ММО), что дает исследователям новый способ измерения вещества, которое никогда не было обнаружено напрямую, а лишь предполагалось на основе его гравитационного воздействия.

«Мы привыкли рассматривать астрономию как моментальный снимок времени, — сказал Раторе. — Но эти две галактики очень сблизились, прошли сквозь друг друга и превратились во что-то другое».

Кроме того, взаимодействие между Большим Магеллановым Облаком (БМО), Малым Магеллановым Облаком (ММО) и Млечным Путем влияет на форму нашей галактики. По-видимому, БМО вызывает искривление формы звездного диска Млечного Пути. Оно также воздействует на ядро нашей галактики, нарушая гало и ускоряя его движение в пространстве. ММО также вносит свой вклад в это искривление и воздействие, способствуя формированию Магелланова Потока — следа газа и звезд, который помогает заселять Млечный Путь.