Астрономы обнаружили рой галактик, вращающихся вокруг одной гиперсветящейся

С помощью Очень большого телескопа (VLT) и радиотелескопа ALMA в Чили команда астрономов обнаружила рой галактик, вращающихся вокруг гиперсветящейся галактики с интенсивным звездообразованием в ранней Вселенной. Результаты наблюдения дают важные подсказки о том, как растут чрезвычайно яркие галактики и как они эволюционируют в энергичные квазары, излучающие свет через большую часть доступной для наблюдения Вселенной.

Об этом рассказывают в Институте Нильса Бора, передают OstanniPodii.com.

Фундаментальным вопросом в астрономии является вопрос о том, как галактики формируются, растут и эволюционируют.

Как считается, большинство галактик способствуют образованию сверхмассивной черной дыры в их центре, что является частью их эволюции. Эти гравитационные монстры время от времени поглощают окружающий газ и звезды, извергая избыток энергии в виде мощных струй — явление, известное как квазар.

От галактики до квазара

Многие детали, касающиеся перехода от "нормальных" галактик к квазарам, до сих пор неизвестны. Но в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, команда астрономов возможно приблизилась к пониманию этой эволюции.

"Считается, что перед тем, как превратиться в полноценный квазар, некоторые галактики проходят через фазу, когда они очень запылены и очень "активны" с точки зрения звездообразования и аккреции газа к своим центральным, сверхмассивным черным дырам ", — объясняет Микеле Гинольфи из Европейской южной обсерватории, руководитель исследования. "Мы поставили перед собой цель разработать эксперимент, чтобы узнать больше об этой переходной фазе".

Гинольфи и его сотрудники сосредоточились на уже известной галактике W0410-0913, одной из самых ярких, самых массивных и богатых газом галактик в далекой Вселенной, виденной 12 миллиардов лет назад.

Пыль нагревается энергией от звездного света и центральной черной дыры, что заставляет ее светиться и раскрывать галактику с помощью своего инфракрасного света. Это привело к тому, что этот тип галактик начали называть галактиками, закрытыми горячей пылью (также известными в просторечии как "хот-ДОГи", поскольку на английском "hot dust-obscured galaxies").

Галактики в 3D

Поскольку эволюция галактик неразрывно связана с их окружением, исследователи решили наблюдать W0410-0913 с помощью инструмента "MUSE" на Очень большом телескопе (VLT) в Чили. Этот передовой инструмент позволил им изучить регион, который в 40 раз шире самой галактики.

Инструмент MUSE. Credit: ESO / Eric Le Roux

"Наблюдения показали, что W0410-0913 окружена роем из по меньшей мере 24 меньших галактик. Самое интересное в инструменте MUSE то, что мы можем измерить не только их положение на небе, но и расстояние до них вдоль нашей линии зрения. Другими словами, мы можем измерить их трехмерное положение", — рассказал участник исследования Питер Лорсен из Центра космического рассвета в Копенгагене.

Хотя это означает, что W0410-0913 находится в регионе, по крайней мере в десять раз более плотном, чем Вселенная в среднем, это не совсем неожиданно, поскольку считается, что "хот-ДОГи" действительно живут в плотных средах.

Галактики в 3D: трехмерный стереографический вид изображения, показанного в начале этой статьи: если вы скрестите глаза и сфокусируетесь на голубой сфере, иллюстрирующей галактику W0410-0913, вы сможете получить представление о трехмерном положении всех остальных галактик (может потребоваться некоторое время для адаптации). Квадраты на задней плоскости составляют 200 000 световых лет с каждой стороны. Расстояние вдоль линии видимости было оценено с помощью спектральной линии Лайман-альфа водорода, но является неточным из-за неопределенного влияния W0410-0913 на движение галактик-спутников. Credit: Peter Laursen

Галактическая катастрофа

Более того, хотя W0410-0913 наблюдается в то время, когда Вселенной было 1/8 её нынешнего возраста, она уже в десять раз массивнее нашей собственной галактики, Млечного Пути. Вырастание такой большой галактики за столь короткое время и питание сверхмассивной черной дыры требует значительных запасов свежего материала. Это все хорошо вписывается в общепринятую картину, что массивные галактики растут за счет аккреции газовых галактик и галактик-спутников, притянутых из межгалактического пространства своей огромной гравитацией.

Фактически ожидается, что в такой плотной среде скорость взаимодействия и слияния галактик должна быть очень высокой. Поэтому астрономы полагали, что W0410-0913 будет как бы местом катастрофы, вокруг которого хаотично кружатся сгустки газа и звезд.

Однако, покопавшись в старых наблюдениях, полученных радиоантеннами ALMA, расположенными всего в 300 км к северо-востоку от VLT, Гинольфи и его коллеги смогли измерить внутреннее движение газа внутри W0410-0913.

И здесь вырисовалась совсем другая картина.

Бросание камешков в оконное стекло

На удивление, наблюдения ALMA показали, что W0410-0913, похоже что, вовсе не затронута взаимодействием с галактиками-компаньонами. Согласно наблюдениям, её газ красиво и упорядоченно вращается вокруг центральной чёрной дыры. Упорядоченно, но удивительно быстро, со скоростью, достигающей 500 км/с.

"Соединяя результаты двух очень разных телескопов, мы видим картину того, как могут эволюционировать самые массивные и более запыленные галактики. Этот тип галактик, жизненно важный этап перехода от пылевой и звездообразующей галактики к квазару, имеет тенденцию к росту в очень плотной среде", — говорит Гинольфи. "Однако, несмотря на ожидаемое частое слияние с другими галактиками, эти гравитационные взаимодействия не обязательно являются разрушительными — они питают центральную галактику и немного завихряют газ, но оставляют её практически неповрежденной. Это похоже на бросание мелких камешков в стекло: можно поцарапать его, но не разбить..."

Наблюдения Микеле Гинольфи предлагают первые подсказки к пониманию многомасштабных процессов, которые управляют эволюцией редкой и экстремальной популяции горячих галактик, закрытых пылью. Они растут в плотных, особых средах обитания, но взаимодействие с их спутниками может быть мягким.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.