Шаровые скопления — это одни из самых древних объектов во Вселенной. Эти плотные образования, состоящие из сотен тысяч звезд, вращаются вокруг галактик, таких как Млечный Путь, уже более 10 миллиардов лет. Несмотря на их возраст и распространенность, ключевой вопрос о их происхождении оставался без ответа.
Команда астрономов под руководством Флор ван Донкелар из Кембриджского университета применила высокоточные компьютерные симуляции MassiveBlackPS для сравнения двух типов звездообразующих скоплений в ранней Вселенной. Первые формировались в вращающемся диске галактики — плоской турбулентной зоне, где происходит основная часть звездообразования. Вторые возникали в более спокойных и изолированных волокнистых структурах в разреженном газе, окружающем галактики, вдали от самого диска. Эти скопления ученые назвали «космическими тихонями».
Выяснилось, что скорость вращения скопления фактически определяет его судьбу. Дисковые скопления образуются в уже быстро вращающейся галактической среде и сами вращаются быстро. «Космические тихони», наоборот, показывают значительно более широкий диапазон динамических состояний — от медленного до быстрого вращения.
Подгруппа медленно вращающихся «космических тихонь» оказалась менее плотной и по своим характеристикам близка к современным шаровым скоплениям. Ученые полагают, что они являются наиболее вероятными предками древних скоплений, которые сейчас обращаются вокруг Млечного Пути. Другая подгруппа вращается быстрее и ведет себя больше как дисковые скопления. Такие быстро вращающиеся системы более подвержены разрушению приливными силами родительской галактики и вряд ли смогут просуществовать достаточно долго, чтобы стать шаровыми скоплениями.
Дополнительное исследование показало связь между газовым содержанием и вращением у «космических тихонь». Только богатые газом медленно вращающиеся скопления соответствовали известным шаровым скоплениям. Скудные по газу вращаются быстрее и, вероятно, ожидает иная, более краткая судьба. Если эти богатые газом медленно вращающиеся скопления сохранят свой газ и продолжат образовывать звезды, они естественным образом создадут химически сложные многопоколенческие звездные популяции — именно эта характеристика отличает современные шаровые скопления.
«Появление систем, аналогичных шаровым скоплениям, — это не универсальный итог группового звездообразования, а результат специфических условий, установленных в ранние времена», — подчеркивают исследователи. Астрономы намерены продолжить свои исследования, чтобы лучше понять динамику движения газа вокруг формирующихся скоплений.
Фото: hi-tech.mail.ru