Астрономи виявили рій галактик, що обертаються навколо однієї гіперсвітної

За допомогою Дуже великого телескопа (VLT) та радіотелескопа ALMA в Чилі команда астрономів виявила рій галактик, що обертаються навколо гіперсвітної галактики з інтенсивним зореутворенням у ранньому Всесвіті. Результати спостереження дають важливі підказки про те, як зростають надзвичайно яскраві галактики та як вони еволюціонують в енергійні квазари, що випромінюють світло через більшу частину доступного для спостереження Всесвіту.

Про це розповідають в Інституті Нільса Бора, передають OstanniPodii.com.

Фундаментальним питанням в астрономії є питання про те, як галактики формуються, зростають та еволюціонують.

Як вважається, більшість галактик сприяють утворенню надмасивної чорної діри в їхньому центрі, що є частиною їхньої еволюції. Ці гравітаційні монстри час від часу поглинають довколишній газ і зорі, вивергаючи надлишок енергії у вигляді потужних струменів — явище, відоме як квазар.

Від галактики до квазара

Багато деталей стосовно переходу від "нормальних" галактик до квазарів досі невідомі. Але в новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature Communications, команда астрономів можливо наблизилася до розуміння цієї еволюції.

Новини за подібною темою:

		Три "червоні монстри" у ранньому Всесвіті кидають виклик сучасним моделям формування галактик
		Вебб і Габбл показали моторошну пару галактик
		В далекому космосі виявлено дивну галактику

"Вважається, що перед тим, як перетворитися на повноцінний квазар, деякі галактики проходять через фазу, коли вони дуже запилені та дуже "активні" з точки зору зореутворення й акреції газу до своїх центральних, надмасивних чорних дір", — пояснює Мікеле Гинольфі з Європейської південної обсерваторії, керівник дослідження. "Ми поставили собі за мету розробити експеримент, щоб дізнатися більше про цю перехідну фазу".

Гинольфі та його співробітники зосередилися на вже відомій галактиці W0410-0913, одній з найяскравіших, наймасивніших і багатих на газ галактик у далекому Всесвіті, бачену 12 мільярдів років тому.

Пил нагрівається енергією від зоряного світла та центральної чорної діри, що змушує його світитися й розкривати галактику за допомогою свого інфрачервоного світла. Це призвело до того, що цей тип галактик почали називати галактиками, закритими гарячим пилом (також відомими у просторіччі як "хот-ДОГи", оскільки англійською "hot dust-obscured galaxies").

Галактики у 3D

Оскільки еволюція галактик нерозривно пов′язана з їхнім оточенням, дослідники вирішили спостерігати W0410-0913 за допомогою інструменту "MUSE" на Дуже великому телескопі (VLT) в Чилі. Цей передовий інструмент дозволив їм вивчити регіон, який у 40 разів ширший за саму галактику.

Інструмент MUSE. Credit: ESO / Eric Le Roux

"Спостереження показали, що W0410-0913 оточена роєм з щонайменше 24 менших галактик. Найцікавіше в інструменті MUSE те, що ми можемо виміряти не тільки їхнє положення на небі, але й відстань до них вздовж нашої лінії зору. Іншими словами, ми можемо виміряти їх тривимірне положення", — розповів учасник дослідження Пітер Лорсен з Центру космічного світанку в Копенгагені.

Хоча це означає, що W0410-0913 знаходиться в регіоні, принаймні в десять разів більш щільному, ніж Всесвіт у середньому, це не зовсім несподівано, оскільки вважається, що "хот-ДОГи" дійсно живуть в щільних середовищах.

Галактики в 3D: тривимірний стереографічний вигляд зображення, показаного на початку цієї статті: якщо ви зхрестите очі та сфокусуєтеся на блакитній сфері, яка ілюструє галактику W0410-0913, ви зможете отримати уявлення про тривимірне положення всіх інших галактик (може знадобитися деякий час для адаптації). Квадрати на задній площині становлять 200 000 світлових років з кожного боку. Відстань вздовж лінії видимості була оцінена за допомогою спектральної лінії Лайман-альфа водню, але є непевною через невизначений вплив W0410-0913 на рух галактик-супутників. Credit: Peter Laursen

Галактична катастрофа

Щобільше, хоча W0410-0913 спостерігається в той час, коли Всесвіту було 1/8 його нинішнього віку, вона вже в десять разів масивніша за нашу власну галактику, Чумацький Шлях. Виростання такої великої галактики за такий короткий час і живлення надмасивної чорної діри вимагає значних запасів свіжого матеріалу. Це все добре вписується в загальноприйняту картину, що масивні галактики зростають за рахунок акреції газових галактик та галактик-супутників, притягнутих з міжгалактичного простору своєю величезною гравітацією.

Фактично очікується, що в такому щільному середовищі швидкість взаємодії та злиття галактик повинна бути дуже високою. Тому астрономи вважали, що W0410-0913 буде наче як місцем катастрофи, навколо якого хаотично кружляють згустки газу й зірок.

Однак, покопавшись у старих спостереженнях, отриманих радіоантенами ALMA, розташованими всього за 300 км на північний схід від VLT, Гинольфі та його колеги змогли виміряти внутрішній рух газу всередині W0410-0913.

І тут вималювалася зовсім інша картина.

Кидання камінчиків у скляну шибку

На диво, спостереження ALMA показали, що W0410-0913, схоже що, зовсім не порушена взаємодією з галактиками-компаньйонами. Згідно зі спостереженнями, її газ красиво й впорядковано обертається навколо центральної чорної діри. Впорядковано, але напрочуд швидко, зі швидкістю, що сягає 500 км/с.

"Поєднуючи результати двох дуже різних телескопів, ми бачимо картину того, як можуть еволюціонувати наймасивніші й більш запилені галактики. Цей тип галактик, життєво важливий етап переходу від пилової й зореутворювальної галактики до квазара, має тенденцію до зростання в дуже щільному середовищі", — каже Гинольфі. "Проте, попри очікуване часте злиття з іншими галактиками, ці гравітаційні взаємодії не обов′язково є руйнівними — вони живлять центральну галактику й трохи завихрюють газ, але залишають її практично неушкодженою. Це схоже на кидання дрібних камінчиків у скло: можна подряпати його, але не розбити..."

Спостереження Мікеле Гинольфі пропонують перші підказки до розуміння багатомасштабних процесів, які керують еволюцією рідкісної та екстремальної популяції гарячих галактик, закритих пилом. Вони зростають у щільних, особливих середовищах існування, але взаємодія з їхніми супутниками може бути м′якою.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Галактики