Суровое окружение центра скопления галактик в созвездии Волосы Вероники (галактическое скопление Кома) коренным образом отличается от картины необычной спиральной галактики. Новые снимки, сделанные космическим телескопом «Хаббл» показывают, что спиральная галактика лишается своего газа, в то время, как сама она «падает» в сторону центра скопления. Длинная тонкая струя газа и пыли тянется, словно помадка тоффи, из ядра галактики и теряется в открытом космосе. Это приведет к тому, что галактика, имеющая обозначение D100, в конце концов потеряет весь свой газ и превратится в мертвый реликт, лишенный материала для создания новых звезд, который еще долго будет мерцать лишь слабым свечением старых красных звезд.

Спиральная галактика D100, расположенная в дальнем правом углу снимка космического телескопа «Хаббл», теряет свой газ, двигаясь к центру гигантского галактического скопления Кома. Темно-коричневые полосы около центральной области D100 - это силуэты пыли, выходящей из галактики. Пыль является и частью длинного тонкого хвоста, в состав которого входит и газообразный водород, тянущегося, словно нуга, из ядра галактики. Хаббл, однако, видит только пыль. Острое зрение телескопа позволило также разглядеть свечение молодых звезд в хвосте. Самое яркое утолщение в середине хвоста содержит не менее 200 тысяч звезд, связанных с продолжающейся потерей газа из галактики D100. © NASA, ESA, M. Sun (University of Alabama), and W. Cramer and J. Kenney (Yale University)

«Эта галактика представляет собой особенно яркий пример процессов, характерных для массивных скоплений, когда галактика превращается из здоровой звездообразной спирали в «красную и мертвую галактику», - говорит Уильям Крамер из Йельского университета, штат Нью-Хейвен, Коннектикут, руководитель группы наблюдений «Хаббла». - «Спиральные рукава исчезают, и галактика остается без газа, лишь только со старыми звездами. Это явление известно уже несколько десятилетий, но «Хаббл» обеспечивает лучшие снимки галактик, проходящих этот процесс».

Процесс, который специалисты называют «снятие давления поршня», происходит, когда галактика под действием гравитации падает к плотному центру массивного скопления тысяч галактик, которые роятся вокруг, как пчелиный улей. Во время такого падения, а точнее, погружения, галактика пробивается сквозь межгалактический материал, словно лодка, движущаяся по воде. И этот материал выталкивает газ и пыль из галактики. Как только галактика теряет весь свой водородный газ - топливо для рождения новых звезд, она неизбежно умирает, потому что она больше не может создавать новые звезды. Процесс исхода газа из D100 начался примерно 300 миллионов лет назад.

В массивном галактическом скоплении Кома этот активный процесс потери газа происходит во многих галактиках. Но ситуация с D100 уникальна сразу в нескольких отношениях. И самая необычная особенность этой галактики - это ее длинный тонкий хвост. Хвост, состоящий из смеси пыли и газообразного водорода, простирается почти на 200 000 световых лет, что соответствует примерно двойной ширине такой галактики, как Млечный путь. Но при этом сама карандашеподобная структура сравнительно узкая, всего 7 тысяч световых лет в ширину.

«Хвост удивительно четкий, прямой и гладкий, с четкими краями», - объясняет член исследовательской группы Джеффри Кенни. - «Это стало неожиданностью, потому что такой хвост не наблюдается даже в большинстве компьютерных моделей. Большинство галактик, проходящих этот процесс, выглядят скорее беспорядочными группами звезд. Чистые края и нитевидные структуры хвоста позволяют предположить, что в формировании хвоста важную роль играют магнитные поля. Компьютерное моделирование подтверждает, что нити в газе хвоста образуют именно магнитные поля. Без магнитных полей хвост был бы более комковатым, чем нитевидным».

Длинная струя водорода выделяется из спиральной галактики D100 по мере того, как она погружается к центру гигантского галактического скопления Кома. Этот широкоформатный вид представляет собой композитное изображение галактики из снимков космического телескопа «Хаббл» в видимом свете и снимка светящегося красного потока водородного газа, сделанного телескопом Subaru на Гавайях. Узкое образование, исходящее из центра галактики, это светящийся красным светом газообразный водород.
© Hubble image: NASA, ESA, M. Sun (University of Alabama), and W. Cramer and J. Kenney (Yale University); Subaru image: M. Yagi (National Astronomical Observatory of Japan)

Основной целью исследователей было изучение звездообразования вдоль хвоста. Острое зрение «Хаббла» разглядело синее свечение молодых звезд. Самое яркое утолщение в середине хвоста содержит не менее 200 тысяч таких звезд, и это связано с продолжающейся потерей газа из галактики. Однако, исходя из количества светящегося газообразного водорода, содержащегося в хвосте, команда ожидала, что «Хаббл» обнаружит в три раза больше звезд, чем он сумел найти.

Телескоп Subaru на Гавайях наблюдал этот светящийся хвост в 2007 году во время исследования галактик в созвездии Волосы Вероники. Но астрономам понадобились наблюдения «Хаббла», чтобы подтвердить, что горячий водород, содержащийся в хвосте, действительно был признаком звездообразования.

«Без глубины и разрешения «Хаббла» было бы трудно определить, происходит ли свечение газообразного водорода в хвосте от звезд или только из-за нагреваемого газа», - говорит Крамер. - «Эти наблюдения «Хаббла» в видимом свете являются первым и лучшим продолжением съемки телескопа Subaru».

Данные «Хаббла» показывают, что процесс истечения газа начался на окраине галактики и движется к ее центру, что является типичным для такого типа потери массы. Глядя на снимки «Хаббла», ученые определили, что газ уже отсутствует на расстоянии до 6400 световых лет от центра галактики.

Но в центральном ее регионе газа еще много, что видно по вспышкам звездообразования. «Этот регион остался единственным местом в галактике, где существует газ и происходит звездообразование», - продолжает Крамер. - «Но теперь этот газ истекает и из центра, образуя длинный хвост».

В дополнение к уже сказанному выше, предлагается обратить внимание на еще одну галактику, которая видна в левом нижнем углу изображения D100, которой была уготована та же судьба, что и D99. Объект, носящий обозначение D99, тоже был спиральной галактикой, похожей по массе на D100. Она прошла тот же процесс насильственной потери газа, что и D100, и сейчас является лишь мертвым реликтом. Весь газ был выдавлен и откачан из D99 в период от 500 миллионов до 1 миллиарда лет назад. Ее спиральная структура в основном исчезла, а ее звездный состав ограничивается лишь старыми красными звездами. «D100 будет выглядеть как D99 уже через несколько сотен миллионов лет», - сказал в заключение Кенни.

Само же звездное скопление Кома расположено в 330 миллионах световых лет от Земли.