Астрономы давно знают, что галактики не растут бесконечно. Даже самые активные звёздные системы со временем замедляют образование новых звёзд, а затем практически полностью прекращают этот процесс. Однако точный механизм такого перехода оставался предметом дискуссий.
Международная группа исследователей под руководством Притиша Мишры из Корейского института перспективных исследований предложила новое объяснение. Согласно их работе, опубликованной на основе данных масштабного моделирования Вселенной, своеобразным «выключателем» звездообразования становится горячее газовое гало, окружающее галактику.
Для исследования учёные использовали космологическую симуляцию Horizon Run 5, которая позволяет проследить эволюцию галактик от ранней Вселенной до наших дней. Проанализировав около 20 тысяч массивных галактик, исследователи обнаружили чёткий порог. Пока масса галактики остаётся ниже определённого значения, поступающий газ эффективно охлаждается и используется для формирования новых звёзд. Но после достижения критической массы ситуация резко меняется.
По расчётам команды, переломный момент наступает примерно при массе около 300 триллионов солнечных масс. В этот момент окружающее галактику облако газа становится настолько горячим и плотным, что начинает сохранять стабильность на протяжении миллиардов лет. Газ перестаёт эффективно охлаждаться и больше не может поступать в центральные области галактики, где рождаются звёзды.
В результате галактика продолжает накапливать тёмную материю и поглощать спутники, однако фактически лишается главного топлива для дальнейшего звездообразования. Эффективность превращения газа в новые звёзды снижается более чем втрое.
Исследователи также проверили альтернативную гипотезу, согласно которой причиной могли быть мощные выбросы вещества от сверхновых или сверхмассивных чёрных дыр. Однако расчёты показали, что потери вещества недостаточны для объяснения столь резкого падения активности. Главную роль играет именно прекращение поступления холодного газа внутрь галактики.
Авторы подчёркивают, что пока речь идёт о результатах компьютерного моделирования. Тем не менее работа предлагает конкретный физический механизм, который можно проверить будущими наблюдениями. Если выводы подтвердятся, астрономы получат одно из самых убедительных объяснений того, почему многие крупные галактики со временем превращаются из активных «звёздных фабрик» в спокойные и постепенно стареющие системы.
