Возьмите детский волчок и запустите его на столе. Он крутится ровно, и все его части движутся в одном направлении. А теперь бросьте на пол горсть бисера и подуйте на неё — каждая бусинка полетит в свою сторону. Примерно так астрономы различают два типа крупных галактик: «волчки» (быстрые вращатели) и «бисер» (медленные, с беспорядочным движением звёзд).
Но как понять, к какому типу относится далёкая галактика? Обычно смотрят на скорость вращения звёзд в её центре. Если она выше определённого порога — перед нами «волчок». Если ниже — «бисер». Авторы новой работы проверили эти пороги с помощью суперкомпьютерных симуляций IllustrisTNG, где виртуальные галактики рождаются и живут по законам физики. Они отобрали тысячи таких галактик и сравнили их с реальными данными, полученными телескопами MaNGA и ATLAS$^{3D}$.
Симуляции также показали, что виртуальные галактики в среднем менее «волчковые», чем реальные. В них слишком много систем с промежуточным вращением и слишком массивными звёздными «облаками» вокруг центра. Это важный сигнал для тех, кто улучшает компьютерные модели Вселенной.
И последний штрих: авторы придумали, как по наблюдениям оценить долю звёзд в далёком гало галактики — разреженной оболочке вокруг неё. Раньше для этого нужны были сложные измерения, а теперь хватит кинематики — того самого «кручения» и «дрожания» звёзд. Правда, метод пока грубоват, но это шаг к тому, чтобы видеть галактики объёмнее.
Симуляции IllustrisTNG воспроизводят куб пространства размером в сотни миллионов световых лет, и в нём рождаются миллионы галактик — от карликов до гигантов.