Телескоп Джеймса Уэбба Обнаружил Самую Раннюю Известную “Погашенную” Галактику

Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил самую раннюю известную галактику, в которой внезапно прекратилось звездообразование.

Галактика под названием GS-9209 прекратила свое звездообразование более 12,5 миллиардов лет назад, сообщают исследователи 26 января в arXiv.org . Это всего лишь чуть более миллиарда лет после Большого взрыва. Ее существование раскрывает новые подробности о том, как галактики живут и умирают в космическом времени.

«Это замечательное открытие», – говорит астроном Мауро Джавалиско из Массачусетского университета в Амхерсте, который не принимал участия в новом исследовании. 

«Мы действительно хотим знать, когда созреют условия для того, чтобы сделать погашение широко распространенным явлением во Вселенной».

 Это исследование показывает, что по крайней мере некоторые галактики погасли, когда Вселенная была молодой.

GS-9209 впервые был замечен в начале 2000-х годов. В последние несколько лет наблюдения с помощью наземных телескопов определили ее как возможную погашенную галактику, основываясь на длинах волн света, которые она излучает. Но атмосфера Земли поглощает инфракрасные волны, которые могут подтвердить расстояние до галактики и то, что дни ее звездообразования остались позади, поэтому невозможно было знать наверняка.

Поэтому астрофизик Адам Карналл и его коллеги обратились к космическому телескопу Джеймса Уэбба, или JWST. Обсерватория очень чувствительна к инфракрасному излучению, и она находится выше блокады земной атмосферы. “Вот почему существует JWST”, – говорит Карналл из Эдинбургского университета. JWST также обладает гораздо большей чувствительностью, чем более ранние телескопы, что позволяет ему видеть более слабые и удаленные галактики. В то время как самые большие телескопы на земле, возможно, смогут увидеть GS-9209 в деталях после месяца наблюдений, “JWST может уловить это за несколько часов”.

Используя наблюдения JWST, Карналл и его коллеги обнаружили, что GS-9209 сформировал большинство своих звезд в течение периода в 200 миллионов лет, начиная примерно с 600 миллионов лет после Большого взрыва. За этот космически короткий момент она создала звезды массой около 40 миллиардов солнечных масс, примерно столько же, сколько у Млечного Пути.

Такое быстрое построение предполагает, что GS-9209 образовалась из массивного облака газа и пыли, которое одновременно сжалось и зажгло звезды, говорит Карналл. “Совершенно ясно, что подавляющее большинство звезд, которые в настоящее время находятся там, образовались в результате этого большого взрыва”.

Астрономы привыкли думать, что этот способ формирования галактик, называемый монолитным коллапсом, был способом формирования большинства галактик. Но идея вышла из моды, ее заменило представление о том, что большие галактики образуются в результате медленного слияния множества меньших.

«Теперь похоже, что, по крайней мере, для этого объекта, произошел монолитный коллапс», – говорит Карналл.

«Это, вероятно, самое ясное доказательство того, что такая эволюция галактик происходит».

GS-9209 впервые был замечен в начале 2000-х годов. В последние несколько лет наблюдения с помощью наземных телескопов определили ее как возможную погашенную галактику, основываясь на длинах волн света, которые она излучает. Но атмосфера Земли поглощает инфракрасные волны, которые могут подтвердить расстояние до галактики и то, что дни ее звездообразования остались позади, поэтому невозможно было знать наверняка.

Поэтому астрофизик Адам Карналл и его коллеги обратились к космическому телескопу Джеймса Уэбба, или JWST. Обсерватория очень чувствительна к инфракрасному излучению, и она находится выше блокады земной атмосферы. “Вот почему существует JWST”, – говорит Карналл из Эдинбургского университета. JWST также обладает гораздо большей чувствительностью, чем более ранние телескопы, что позволяет ему видеть более слабые и удаленные галактики. В то время как самые большие телескопы на земле, возможно, смогут увидеть GS-9209 в деталях после месяца наблюдений, “JWST может уловить это за несколько часов”.

Используя наблюдения JWST, Карналл и его коллеги обнаружили, что GS-9209 сформировал большинство своих звезд в течение периода в 200 миллионов лет, начиная примерно с 600 миллионов лет после Большого взрыва. За этот космически короткий момент она создала звезды массой около 40 миллиардов солнечных масс, примерно столько же, сколько у Млечного Пути.

Такое быстрое построение предполагает, что GS-9209 образовалась из массивного облака газа и пыли, которое одновременно сжалось и зажгло звезды, говорит Карналл. “Совершенно ясно, что подавляющее большинство звезд, которые в настоящее время находятся там, образовались в результате этого большого взрыва”.

Астрономы привыкли думать, что этот способ формирования галактик, называемый монолитным коллапсом, был способом формирования большинства галактик. Но идея вышла из моды, ее заменило представление о том, что большие галактики образуются в результате медленного слияния множества меньших.

«Теперь похоже, что, по крайней мере, для этого объекта, произошел монолитный коллапс”, – говорит Карналл. “Это, вероятно, самое ясное доказательство того, что такая эволюция галактик происходит».

Что касается того, что заставило звездообразование галактики внезапно прекратиться, виновником, по-видимому, является активно питающаяся черная дыра. Наблюдения JWST обнаружили дополнительное излучение инфракрасного света, связанное с быстро вращающейся массой заряженного водорода, что является признаком аккрецирующей черной дыры. Масса черной дыры, по-видимому, в миллиард раз превышает массу Солнца.

Чтобы достичь такой массы менее чем за миллиард лет после рождения Вселенной, черная дыра, должно быть, питалась еще быстрее в начале своей жизни, говорит Карналл. По мере поглощения она собирала вокруг себя светящийся диск из раскаленного добела газа и пыли.

«Если у вас есть все это излучение, извергаемое черной дырой, любой газ, который находится поблизости, будет нагрет до невероятной степени, что остановит его попадание в звезды», – говорит Карналл.

Дополнительные наблюдения с помощью будущих телескопов, таких как планируемый Чрезвычайно большой телескоп в Чили, могут помочь выяснить больше деталей о том, как погасла галактика.

Источник новости arXiv