Hubble помог астрономам восстановить историю звездообразования в галактике Андромеды и показал, что ее активность заметно снижается. По новой работе на данных NASA, образование звезд в ближайшей крупной спиральной галактике переживает спад уже около 500 миллионов лет, а за последние 40 миллионов лет темп упал еще резче.
Андромеда находится примерно в 2,5 миллиона световых лет от Земли. Это достаточно близко, чтобы в темном небе ее можно было увидеть невооруженным глазом, и достаточно удобно для Hubble, чтобы различать отдельные звезды в огромной части диска галактики. Поэтому Андромеда служит лабораторией для понимания того, как меняются галактики, похожие на Млечный Путь.
Команда объединила данные двух обзоров Hubble: Panchromatic Hubble Andromeda Treasury и Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury. Вместе они покрывают около двух третей диска Андромеды с очень высоким разрешением. Исследователи измерили примерно 200 миллионов отдельных звезд и по их цветам восстановили, где и когда в галактике рождались новые светила.
Метод опирается на простую астрофизическую подсказку. Массивные молодые звезды ярче в синей области и живут недолго. Более старые и менее массивные звезды выглядят краснее и могут существовать гораздо дольше. Если участок галактики богат синими звездами, значит там недавно шло активное звездообразование. Если синего населения меньше, участок давно перешел в более спокойный режим.
Для анализа изображения разделили на тысячи ячеек, каждая примерно по 300 световых лет в ширину. В каждой ячейке команда восстановила локальную историю рождения звезд. Такой подход дал не общий снимок галактики, а карту ее недавнего прошлого.
Вывод получился довольно конкретным. Около 500 миллионов лет назад Андромеда создавала звезды с темпом примерно одна солнечная масса в год. К отметке 40 миллионов лет назад этот темп упал примерно вдвое. Сейчас он снизился еще сильнее, примерно до одной пятой массы Солнца в год.
Особенно важна структура внутри диска. Значительная часть недавнего звездообразования сосредоточена в кольце на расстоянии около 32 тысяч световых лет от центра Андромеды. Именно ослабление активности в этом кольце вносит большой вклад в общий спад. По оценке авторов, это скорее естественное затухание после более активного прошлого, а не простая нехватка газа и пыли для новых звезд.
Отдельный вопрос связан с малой галактикой M32, спутником Андромеды. В проекции на небе она находится примерно в 16 тысячах световых лет от диска Андромеды, но ее точное положение по глубине известно хуже. Поэтому ученые не могут уверенно сказать, когда и как M32 взаимодействовала с Андромедой.
Тем не менее данные южного обзора Hubble показали, что область Андромеды рядом с M32 тоже имеет признаки уменьшения звездообразования. По этой работе спад там начался примерно 60 миллионов лет назад. Ведущий автор Тобин Уэйнер из University of Washington осторожно называет M32 наиболее вероятным подозреваемым, но не утверждает прямую причинную связь.
Дальше команда планирует сочетать архив Hubble с наземными наблюдениями. Еще более широкую картину должна дать обсерватория Nancy Grace Roman Space Telescope. Ее поле зрения в ближнем инфракрасном диапазоне сможет за один раз покрывать как минимум в 100 раз большую площадь, чем Hubble. Уже одобренная программа Roman должна снять весь диск Андромеды и часть ее гало, что позволит измерить сотни миллионов звезд и сравнить локальные детали с полной картиной галактики.
