Происхождение и эволюция сверхдиффузных галактик изучены слабо. Иногда эти галактики напоминают карликовые эллиптические галактики – небольшие, тусклые эллиптические галактики, которые, возможно, сформировались рано в космической истории, но (в отличие от галактик других типов) не испытывали слияний с другими галактиками – что указывает на первичность материала сверхдиффузных галактик. На ранних этапах формирования звезд во Вселенной сверхновые могли обусловить раздувание галактик от карликовых размеров до размеров обычных галактик с одновременным снижением скорости звездообразования (некоторые ученые называют сверхдиффузные галактики «неудавшимися галактиками»), однако и приливные взаимодействия могли играть схожую роль, а кроме того, астрономы не исключают и гипотезу об определяющей роли исходных свойств таких галактик. В новом исследовании астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра во главе с Кириллом Гришиным, используя инструмент Binospec обсерватории MMT, штат Аризона, США, наблюдали ряд сверхдиффузных галактик, расположенных в галактических скоплениях Волос Вероники и Абель 2147. Они выбрали 11 диффузных источников низкой светимости, отличающихся низкой скоростью звездообразования и сравнительно молодыми звездами – средний возраст светил в этой галактике составлял 1,5 миллиарда лет. Каждая из наблюдаемых галактик недавно испытала столкновение с другой галактикой, на что в каждом случае указывали «приливные хвосты» со следами недавнего интенсивного звездообразования.

Подробные оптические спектры этих галактик, уже прошедших ранее этап всплеска звездообразования, позволили астрономам смоделировать историю формирования звезд для каждого объекта и их кинематику. Эти спектры показали наличие вращающихся звездных дисков, которые содержали, согласно расчетам, до 95 процентов темной материи. Ученые предложили сценарий, в котором эти галактики сформировались и стали «колыбелями» для новых звезд примерно 12 миллиардов лет назад. Тогда, в период между 200 миллионами лет и одним миллиардом лет после Большого взрыва, вспышки звездообразования, которые были вызваны лобовым давлением, создаваемым в результате столкновений с другими галактиками, приводили к постепенному подавлению звездообразования в галактиках. Все 11 объектов, по-видимому, сформировались по одинаковой схеме. Тот факт, что размер изучаемого набора галактик являлся статистически значимым, по крайней мере для скоплений галактик тех размеров, которые были рассмотрены в этом исследовании, позволил команде сделать вывод, что процессы, протекающие в результате воздействия лобового давления, приводили к раздуванию галактик и превращению их в конечном счете в сверхдиффузные галактики, и что примерно половина от числа всех сверхдиффузных галактик сформировалась в результате аналогичных процессов приливного обдирания.

Исследование представлено в журнале Nature Astronomy.