Формирование галактик затухает

Компьютерное моделирование показывает, что при слиянии галактик друг с другом их форма существенно искажается. Самые ранние из них мы наблюдаем сейчас при возрасте Вселенной около миллиарда лет. Но с течением времени слияние крупных галактик происходит все реже. В течение первой половины космической истории (от 2 до 6 млрд. лет после Большого взрыва) доля сливающихся массивных галактик уменьшилась с половины практически до нуля. С тех пор распределение галактик по формам почти не менялось, а значит, столкновения и слияния стали редким явлением.

В современной Вселенной 98% массивных галактик либо спиральные, либо эллиптические. А если бы происходили слияния, то их форма была бы нарушена. К тому же они состоят в основном из старых звезд, а это свидетельствует о том, что сформировались они давно и с тех пор не меняют своих правильных очертаний.

Когда Вселенная была вдвое моложе, слияния галактик прекратились и черные дыры успокоились

Когда закончилась первая половина истории Вселенной, замедлилось не только слияние галактик, но и формирование звезд, в основном родившихся на заре мироздания. Это заметили еще в 1990-е гг. группы Саймона Лилли (Simon J. Lilly) из университета в Торонто, Пьеро Маду (Piero Madau) из Института космического телескопа и Чарлза Стейдела (Charles C. Steidel) из Калифорнийского технологического института. Позже выяснилось, что звездообразование в массивных галактиках прекратилось очень рано. Во второй половине истории Вселенной только в маломассивных системах продолжалось формирование звезд с заметной скоростью. Такую смену мест звездообразования называют «измельчанием галактик» (см.: Баджер Э. Космос: кризис среднего возраста // ВМН, № 4, 2005). Все это выглядит парадоксально. Согласно теории формирования галактик, вначале должны рождаться небольшие галактики, а при их слиянии возникать более крупные. Но история формирования звезд показывает обратное: вначале светила рождались только в массивных галактиках, а затем инициатива перешла к их небольшим собратьям.

Еще одна загадка состоит в том, что формирование сверхмассивных черных дыр в центрах галактик существенно замедлилось. Именно они и служат источником энергии квазаров и других типов активных галактик, которые в современной эпохе встречаются редко. В нашей и соседних галактиках черные дыры ведут себя спокойно. Как соотносятся данные изменения с эволюцией галактик? Не исключено, что главную роль здесь играет темная энергия.

ПОД КОНТРОЛЕМ ТЕМНОЙ ЭНЕРГИИ

Несмотря на то, что сразу после Большого взрыва все начало развиваться стремительно, строительство Вселенной вскоре замедлилось. Вначале галактики сливались, меняли форму и активно формировали звезды, но эта деятельность начала затухать, когда темная энергия по мощи сравнялась с веществом (коричневая область на графиках). Совпадение? Галактики перестали объединяться Самые яркие галактики перестали сталкиваться и сливаться, когда Вселенной было около 6 млрд. лет. Более блеклые из них продолжали сливаться, но с меньшим энтузиазмом Время от Большого взрыва (млрд. лет) Галактики обрели правильную форму Раньше большинство галактик выглядело бесформенными — признак их недавнего слияния друг с другом. Но по мере уменьшения частоты слияний самыми распространенными стали спиральные и эллиптические галактики Звездообразование замедлилось В ранней Вселенной активно рождались звезды. Но вскоре, достигнув пика, частота рождения звезд стала снижаться. Сейчас она слабее, чем когда-либо Темная энергия вступает в игру Наблюдаемые явления могут быть связаны с тем, что при расширении Вселенной вещество становилось менее плотным и, когда оно сравнялось по плотности с темной энергией (в простейшей модели она постоянна), расширение от замедления перешло к ускорению. Галактики начали разбегаться быстрее, и у них стало меньше возможностей сталкиваться или захватывать газ для звездообразования