Астрономи виявили галактику, якої не повинно існувати

Виявлено карликову галактику, яка не взаємодіє з іншими та не утворює нових зір, що не узгоджується із сучасним розумінням еволюції галактик.

Про відкриття розповідають в Університеті штату Аризони (ASU), передають OstanniPodii.com.

Карликові галактики

Галактики пов′язані між собою гравітацією та складаються із зір і планет, з величезними хмарами пилу й газу, а також темної матерії. Карликові галактики – найчисельніші галактики у Всесвіті, вони за визначенням малі та мають низьку світність. Галактики такого типу налічують менш як 100 мільйонів зір, тоді як наш Чумацький Шлях, наприклад, налічує майже 200 мільярдів зір.

Нещодавні спостереження за карликовими галактиками, під час яких виявлено велику кількість "ультрадифузних галактик", недосяжних для попередніх великих спектроскопічних досліджень, свідчать про те, що наше розуміння популяції карликових галактик може бути неповним.

Цікавий випадок

У нещодавньому дослідженні, проведеному за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) в рамках проєкту "Головні позагалактичні області для науки про реіонізацію та лінзування" (PEARLS), спочатку розглядалося скупчення галактик.

Карликова галактика PEARLSDG випадково з′явилася на деяких знімках від JWST. Це була зовсім не ціль – просто трохи віддалена від основного поля спостереження, в області космосу, де дослідники нічого не очікували побачити.

PEARLSDG не має звичайних характеристик карликової галактики, які можна було б очікувати побачити. Вона не взаємодіє із сусідньою галактикою, але й не утворює нових зір. Виявляється, це цікавий випадок ізольованої галактики, що перебуває у стані спокою.

"Такі типи ізольованих карликових галактик, що перебувають у стані спокою, раніше не зустрічалися, за винятком відносно невеликої кількості випадків. З огляду на наші сучасні уявлення про еволюцію галактик, їх існування не очікується, тому той факт, що ми бачимо цей об′єкт, допомагає нам вдосконалити наші теорії формування галактик", - сказав керівник дослідження Тім Карлтон з ASU.

"Як правило, карликові галактики, які існують самі по собі, продовжують утворювати нові зорі", - додав він.

Досі розуміння астрономами еволюції галактик показувало таку ізольовану галактику, що продовжує формувати молоді зорі, або взаємодіє з більш масивною галактикою-компаньйоном. Ця теорія не стосується знайденої PEARLSDG, яка являє собою стару зоряну популяцію, що не утворює нових зір і тримається сама по собі.

Ще одним сюрпризом стало те, що на зображеннях JWST можна спостерігати окремі зорі. Ці зорі яскравіші у хвилях "Вебба"; це одна з найвіддаленіших галактик, де ми можемо бачити ці зорі з таким рівнем деталізації. Яскравість цих зір дозволила астрономам виміряти відстань до галактики – 98 мільйонів світлових років.

Новини за подібною темою:

		"Вебб" виявив, що чорні діри швидко зупиняють зореутворення у масивних галактиках
		JWST встановив причину найяскравішого гамма-спалаху, але поглибив інше питання
		Вебб зондує галактику з екстремальним спалахом зореутворення

Як визначили, що вона ізольована та без нових зір

Для цього дослідження команда астрономів використали широкий спектр даних: зображення, отримані за допомогою Камери ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) JWST; спектроскопічні дані, отримані за допомогою оптичного спектрографа ДеВені на телескопі "Лоуелл Діскавері" у Флагстаффі, штат Аризона; архівні зображення космічних телескопів НАСА "Галекс" і "Спітцер"; а також зображення, отримані у рамках Слоанівського цифрового обстеження неба та Огляду темної енергії.

Камера NIRCam "Вебба" має дуже високу кутову роздільну здатність і чутливість, що дозволило команді ідентифікувати окремі зорі в цій далекій галактиці. Подібно до того, як окремі клітини фокусуються під мікроскопом, ці спостереження привели компоненти PEARLSDG у чіткий фокус.

Важливо, що ідентифікація конкретних зір на зображенні мала ключове значення у встановленні відстані до них – ці зорі мають специфічну внутрішню яскравість, тому, вимірявши їхню видиму яскравість за допомогою JWST, команда змогла визначити, наскільки далеко вони знаходяться. Виявилося, що ці зорі були одними з найвіддаленіших зір свого типу, які можна було спостерігати.

Для вивчення кольору PEARLSDG були зібрані всі архівні дані зображень, отримані в ультрафіолетовому, оптичному та інфрачервоному діапазонах довжин хвиль. Оскільки новоутворені зорі мають специфічну кольорову сигнатуру, тому відсутність такої сигнатури була використана для того, щоб показати, що PEARLSDG не утворює нових зір.

Спектрограф ДеВені на телескопі Лоуелл Діскавері розкладає світло астрономічних об′єктів на окремі компоненти, що дозволяє астрономам детально вивчати його властивості. Наприклад, специфічний зсув довжини хвилі, що спостерігається в особливостях спектроскопічних даних, кодує інформацію про рух PEARLSDG, використовуючи той самий ефект Доплера, який використовують радари для вимірювання швидкості водіїв на дорогах.

Це мало ключове значення для того, щоб показати, що PEARLSDG не пов′язана із жодною іншою галактикою та справді є ізольованою.

Крім того, певні особливості в спектрі чутливі до присутності молодих зір, тому відсутність цих особливостей ще більше підтвердила виміри відсутності молодих зір у даних зображень.

Суперечність очікуванням

"Це абсолютно суперечило очікуванням щодо такої карликової галактики, як ця", - зазначив Карлтон.

Як заявляють в ASU, це відкриття змінює уявлення астрономів про те, як формуються та еволюціонують галактики. Воно вказує на можливість того, що багато ізольованих галактик, які перебувають у стані спокою, чекають на своє виявлення, і що JWST має у своєму розпорядженні необхідні для цього інструменти.

Результати дослідження були опубліковані в Astrophysical Journal Letters.

• телескоп Вебба
• Галактики