Пригнічення зореутворення означає зупинку зореутворення в галактиці. Галактика, в якій зореутворення пригнітилося, відома як пригнічена або спокійна галактика. Пригнічення є важливим явищем у вивченні еволюції галактик, оскільки всі галактики можна розділити на два основні типи: активно зореутворюючі або пригнічені.

Порівняно з галактикою, в якій відбувається зореутворення, пригнічена галактика, як правило, має червоніший колір у видимому спектрі та містить старіші зоряні популяції, що є прямим наслідком припинення її зореутворення. Більшість еліптичних та лінзоподібних галактик, відомих на сьогодні, мають ці особливості, які разом зі слабким зореутворенням, кваліфікують їх як спокійні. Крім того, пригнічені галактики також існують у більш масивних галах темної матерії та можуть бути знайдені в щільніших середовищах, таких як скупчення або групи.

Донедавна більшість пригнічених галактик знаходили в локальному Всесвіті. З кінця 2010-х років дослідження в ближньому інфрачервоному діапазоні, включаючи деякі з досліджень космічного телескопа Джеймса Вебба, виявили низку пригнічених галактик у ранньому Всесвіті. Були запропоновані різні механізми як рушійні сили пригнічення, але їхня актуальність залежить від віку, маси та умов навколишнього середовища кожної пригніченої галактики. Ці механізми можна розділити на два класи залежно від їхнього походження: внутрішні (що надходять зсередини галактики, що пригнічується) та екологічні (що надходять з навколишніх галактик). Внутрішні механізми, зокрема зворотний зв'язок активного ядра галактики, відповідають за більшу частину пригнічення, яке спостерігається у галактиках з високою масою, тоді як екологічні механізми сприяють пригніченню галактик з низькою масою, особливо якщо ці галактики є супутниками навколо більш масивної центральної галактики.

Поріг пригнічення Поріг пригнічення — це поріг зореутворення, вище якого галактика вважається такою, що зореутворюється, а нижче якого вона стає пригніченою. У великих дослідженнях Всесвіту галактики зазвичай демонструють бімодальність, з різними популяціями синіх галактик, що утворюють зореутворення, та червоних галактик, що згасли. Щоб кількісно оцінити цю бімодальність, астрономи використовують , питома швидкість зореутворення в галактиці, яку можна просто визначити як:

де — загальна швидкість зореутворення, виміряна в сонячних масах на рік, та — загальна зоряна маса, виміряна в сонячних масах. Жорстке визначення пригнічення в локальному Всесвіті встановлює поріг гасіння на .

Однак, у загальній схемі космічної історії картина стає складнішою. Протягом космічного часу швидкість зореутворення та зоряна маса галактик значно змінилися. Наприклад, теоретично Всесвіт мав підвищені швидкості зореутворення приблизно через два-три мільярди років після Великого вибуху, період, також відомий як «Космічний полудень». Це відрізняється від нашої сучасної епохи, яку називають «Космічними сутінками», оскільки сучасні галактики формують зірки набагато нижчими темпами. Щоб врахувати ці еволюційні властивості галактик у різні епохи, поріг пригнічення також був визначений у більш гнучких термінах. Одне з таких визначень параметризує поріг як:

де — вік Всесвіту, і залежить від відповідного червоного зміщення у ту епоху. Згідно з цим визначенням, масивна галактика в ранньому Всесвіті, подібна до , з , можна класифікувати як згашений, оскільки при його червоному зміщенні поріг гасіння фактично .

Внутрішнє гартування Зворотний зв'язок активного ядра галактики

Найпомітнішим рушієм пригнічення в галактиці є зворотний зв'язок від її активного ядра галактики. Коли газ і пил спірально рухаються до надмасивної чорної діри всередині активного ядра галактики, цей процес може вивільнити багато енергії та нагріти газ усієї галактики, що забирає кількість холодного газу, необхідного галактиці для зореутворення.

У космологічних симуляціях, таких як «Illustris», гасіння може відбуватися лише в масивних галактиках, коли відбувається певний тип нагрівання, зумовленого активним ядром галактики. Існує щонайменше два сценарії, за якими активне ядро галактики може нагрівати газ у галактиці. В одному сценарії велика кількість газу одночасно акреціюється на активному ядрі галактики, що призводить до бурхливого зворотного зв'язку, включаючи релятивістські струмені, які можуть швидко нагрівати цілі галактики. Це відомо як режим квазара. В іншому сценарії, який називається превентивним режимом, нагрівання відбувається повільніше, менш бурхливо: активне ядро галактики забезпечує енергію, яка запобігає акреції холодного газу в міжзоряному середовищі, що з часом зменшить зореутворення. Спостереження локального Всесвіту показали, що обидва шляхи можуть призвести до нагрівання холодного газу та, зрештою, до пригнічення. Моделювання також показує, що галактики з високим червоним зміщенням гасилися переважно через зворотний зв'язок активного ядра галактики.

Шокове нагрівання Іншим механізмом пригнічення є ударне нагрівання, яке починається, коли міжгалактичний газ падає в гало темної матерії галактики зі швидкістю, набагато більшою за локальну швидкість звуку. Це створює ударну хвилю, яка не тільки зупиняє падаючий матеріал, але й генерує гарячий, віріалізоване гало газу, який поширюється до віріального радіуса (радіуса самого гало темної матерії) і, в деяких випадках, може поширюватися навіть далі, ніж цей радіус. Під впливом цього гарячого середовища холодний газ у галактиці може нагріватися, тим самим запобігаючи зореутворенню.

Ударне нагрівання можливе не в усіх діапазонах мас гало галактики, а обмежується гало з масами понад 1012 Мас сонця. Це пояснюється тим, що при менших масах тиск газу, що генерується ударною хвилею, зменшується радіаційним охолодженням і не може запобігти гравітаційному колапсу ударної хвилі. Більше того, навіть у випадках, коли ударна хвиля підтримується та успішно генерує гаряче середовище, в гало все ще можуть бути газові нитки, які є занадто холодними та щільними, щоб їх можна було нагріти. Ці нитки забезпечать критичне постачання газу до галактики після удару, в якій зараз домінує гаряче середовище. У таких сценаріях повне пригніяення галактики вимагатиме додаткових факторів, включаючи зворотний зв'язок активного ядра галактики.

Інші механізми Існують додаткові процеси в галактиці, які в обмежених випадках можуть сприяти її пригніченню. Одним із таких процесів є наднові, які справді можуть нагрівати холодний газ, але занадто розподілені, щоб самостійно пригнічувати галактики всередині масивних гало темної матерії. Однак у випадку надслабкої карликової галактики , гало якої становить лише 10-6 сонячних мас, було показано, що зворотний зв'язок від наднових сам по собі здатний виштовхувати газ, що утворює зореутворення, тим самим пригнічуючи систему.

Пригнічення навколишнього середовища

Злиття Злиття двох галактик, що формують зірки, може створити галактику, яка пригнічується. У цьому сценарії злиття різко змінює морфологію галактик, перерозподіляючи їхню речовину та спричиняючи спалах зореутворення. Цей спалах зореутворення потім швидко вичерпує резервуар холодного газу та залишає після себе одну галактику зі зниженою швидкістю зореутворення. Крім того, якщо галактики, що зливаються, містять активне ядро галактики, спалах зореутворення також може живити його, яке нагріває будь-який холодний газ, що залишився, і призводить до повністю згаслої еліптичної галактики. Хоча злиття можуть пригнічувати галактики, нечасто трапляється, що вони пригнічуються таким чином.

Взаємодія галактик з іншими галактиками

У випадку карликових галактик з малою масою, принічення також спричинене взаємодіями, які не вимагають злиття галактик в одну. Одним із таких явищ є зняття напірного тиску, яке відбувається, коли карликова галактика проходить через щільне, гаряче середовище в центрі скупчення галактик. Діючи як рідина, це внутрішньоскупчувальне середовище створюватиме силу опору, що перевищує гравітаційний потенціал галактики, що проходить, і видалятиме її газ через видовжені хвости. Зняття напірного тиску спостерігалося в скупченнях, таких як Діва. Космологічні симуляції показують, що ця процедура має швидкий часовий масштаб у 200 мільйонів років і може видалити весь газ у карликових галактиках, зоряна маса яких менше 10-6 сонячних мас.

Інший механізм передбачає припинення постачання газу з гарячої корони навколо карликової галактики. Теоретично, газ у цій короні може охолоджуватися, потрапляти в галактичний диск і підживлювати зореутворення. Однак, коли галактика проходить через щільне середовище, тиск таранного газу може видаляти цей гарячий газ з галактики повільніше, ніж його випаровування. В результаті постачання газу буде припинено протягом тривалого періоду в кілька мільярдів років. Це явище має кілька назв у літературі, включаючи повільне пригнічення, голодування та задушення.

Карликові галактики також можуть втрачати газ через переслідування. Це відбувається, коли галактика падає в центр скупчення та часто зазнає високошвидкісних близьких зіткнень з галактиками в ньому. Під впливом цих зіткнень падаюча галактика може змінити форму та перерозподілити свій матеріал (подібно до випадку злиття), що призводить до спалаху зореутворення, який зрештою виснажує її газовий вміст.

Критика використання мови Застосування таких слів, як оголення, голодування, удушення та домагання до галактичних механізмів критикувалося астрономами за непотрібні конотації домашнього та . Крім того, такі терміни, як голодування та удушення, вважаються неточними, оскільки людські процеси, які вони спочатку описують, часто призводять до смерті, тоді як карликові галактики, які зазнають цих явищ, не «вмирають», а просто утворюють зірки з меншою швидкістю.

Мале пригнічення Іноді галактики тимчасово гаснуть, що називається малим пригніченням. Галактики з масами від може бути мало-принічена через ті ж процеси, що й повністю пригнічені галактики, як екологічних, так і внутрішні. На відміну від пригнічених галактик, мало-пригнічені галактики переживатимуть спалахи зореутворення після малого пригнічення. Це також можна описати як спалах зореутворення.

При дуже високих червоних зміщеннях ( ), міні-галактики, що згасають, не є такою вже й рідкістю, за деякими оцінками, 1 з кожних 35 неспокійних галактик може бути мало-пригніченою. Також здається, що чим менша галактика (менш масивна та світна), тим більша ймовірність її малого-пригнічення.

Термінологія Окрім пригніченої або спокійної, галактику, яка припинила своє зореутворення, також можна назвати пасивною або раннього типу. Останній опис походить з діаграми камертона Хаббла, де еліптичні та лентикулярні галактики, які зазвичай згашуються, розміщені з лівого боку, звідси їх класифікація як ранні (на відміну від спіральних галактик пізнього типу, які знаходяться з правого боку). Існують помилкові уявлення про те, що Едвін Хаббл розташував діаграму та назвав типи галактик таким чином, тому що вважав, що еліптичні галактики раннього типу еволюціонують у спіральні галактики пізнього типу; однак у статті 1927 року він попереджав, що розташування на діаграмі не мало на меті показати будь-яку еволюцію, і що «часові конотації робляться на власний страх і ризик».

Джерела