Дослідники виявили канали холодного газу, які живили ранні масивні галактики

Отримано прямі спостереження, що масивні галактики в ранньому Всесвіті живилися через канали холодного газу, виживаючи, незважаючи на більш гаряче оточення, і це дозволяло галактикам утворювати зірки.

Про це розповідають в Університеті Айови.

Масивні галактики, виявлені в ранньому Всесвіті, потребували великої кількості холодного газу — сховищ, обсягом, що у 100 мільярдів перевищував масу нашого Сонця.

Але звідки у цих ранніх, надвеликих галактиках стільки холодного газу, коли вони були облямовані більш жарким оточенням?

У новому дослідженні астрономи під керівництвом Університету Айови повідомляють про прямі, спостережливі свідчення потоків холодного газу, які, на їхню думку, забезпечували провізією ці ранні масивні галактики. Вони виявили канали холодного газу, які прорізалися крізь гарячу атмосферу в ореолі темної матерії ранньої масивної галактики, постачаючи матеріали галактиці для зореутворення.

Близько двох десятиліть тому фізики, які працювали із симуляціями, висунули теорію про те, що у ранньому Всесвіті космічні філаменти переправляли холодний газ та ембріональні, вузлової форми галактики до ореолу темної матерії, де все це згуртувалося, утворюючи масивні галактики. Ця теорія передбачала, що філаменти повинні бути вузькими і щільно заповненими холодним газом, щоб уникнути відшаровування більш гарячою навколишньою атмосферою.

Але теорії не вистачало прямих доказів. У цьому дослідженні вчені вивчали газоподібну область навколо масивної галактики, яка утворилася, коли Всесвіту було близько 2,5 мільярда років, або лише 20% від його теперішнього віку. Раніше галактика не була вивчена, і команді знадобилося п’ять років, щоб визначити її точне місцерозташування та відстань (завдяки червоному зміщенню). Команді потрібна була спеціально обладнана обсерваторія — Атакамський великий міліметровий/субміліметровий масив, оскільки довкілля цільової галактики настільки запилене, що її можна побачити лише в субміліметровому діапазоні електромагнітного спектру.

"Це прототип, перший випадок, коли ми виявили потік у масштабі ореолу, який живить дуже масивну галактику", - говорить Хай Фу, доцент кафедри фізики та астрономії Університету Айови, а також провідний і відповідний автор. "Ґрунтуючись на наших спостереженнях, такі потоки можуть заповнити резервуар приблизно за мільярд років, що набагато менше того часу, який був доступний галактиці в епоху, яку ми спостерігали".

Дуже важливо, що дослідники виявили два фонових квазари, які проектуються на близьких кутових відстанях до цільової галактики, подібно до того, як рух Юпітера та Сатурна наближає їх один до одного, якщо дивитись із Землі під час Великого злиття у грудні минулого року. Завдяки цій унікальній конфігурації, світло квазарів, що проникає в газ ореолу галактики на передньому плані, залишило хімічні «відбитки пальців», що підтвердило існування вузького потоку холодного газу.

Ці хімічні відбитки пальців показали, що газ у потоках мав низьку концентрацію важких елементів, таких як алюміній, вуглець, залізо та магній. Оскільки ці елементи утворюються, коли зірка все ще світить, і потрапляють у навколишнє середовище, коли зірка гине, дослідники визначили, що потоки холодного газу повинні надходити ззовні, а не бути викинутими із самої зореутворюючої галактики.

"Серед 70 000 галактик зі спалахами зореутворення у нашому огляді, це єдина, пов'язана з двома квазарами, які обидва знаходяться поблизу, щоб досліджувати газ ореолу. Більше того, обидва квазари проектуються на одну сторону галактики, так що їхнє світло може блокуватися одним потоком на двох різних кутових відстанях". - каже Фу. "Отже, я відчуваюся надзвичайний щасливим, що природа надала нам можливість виявити цю головну артерію, що веде до серця феноменальної галактики під час її юності".

Дослідження "Довгий потік бідного на метали холодного газу навколо масивної галактики зі спалахом зореутворення при Z = 2,67", було опубліковане в Astrophysical Journal 24 лютого.

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