Исследователи обнаружили каналы холодного газа, которые питали ранние массивные галактики

Получены прямые наблюдения, что массивные галактики в ранней Вселенной питались через каналы холодного газа, выживая, несмотря на более горячее окружение, и это позволяло галактикам образовывать звезды.

Об этом рассказывают в Университете Айовы.

Массивные галактики, обнаруженные в ранней Вселенной, требовали большого количества холодного газа - хранилищ, объемом, в 100 миллиардов превышающих массу нашего Солнца.

Но откуда у этих ранних, сверхбольших галактиках столько холодного газа, когда они были окаймлены более жарким окружением?

В новом исследовании астрономы под руководством Университета Айовы сообщают о прямых, наблюдательных свидетельствах потоков холодного газа, которые, по их мнению, обеспечивали провизией эти ранние массивные галактики. Они обнаружили каналы холодного газа, которые прорезались сквозь горячую атмосферу в ореоле темной материи ранней массивной галактики, поставляя материалы галактике для звездообразования.

Около двух десятилетий назад физики, работавшие с симуляциями, выдвинули теорию о том, что в ранней Вселенной космические филаменты переправляли холодный газ и эмбриональные, узловой формы галактики к ореолу темной материи, где все это объединилось, образуя массивные галактики. Эта теория предполагала, что филаменты должны быть узкими и плотно заполненными холодным газом, чтобы избежать отслаивания более горячей окружающей атмосферой.

Но теории не хватало прямых доказательств. В этом исследовании ученые изучали газообразную область вокруг массивной галактики, которая образовалась, когда Вселенной было около 2,5 миллиарда лет, или только 20% от ее нынешнего возраста. Ранее галактика не была изучена, и команде понадобилось пять лет, чтобы определить ее точное местоположение и расстояние (благодаря красному смещению). Команде нужна была специально оборудована обсерватория - Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый массив, поскольку окружающая среда целевой галактики настолько заполнена пылью, что ее можно увидеть только в субмиллиметровом диапазоне электромагнитного спектра.

"Это прототип, первый случай, когда мы обнаружили поток в масштабе ореола, который питает очень массивную галактику", - говорит Хай Фу, доцент кафедры физики и астрономии Университета Айовы, а также ведущий и соответствующий автор. "Основываясь на наших наблюдениях, такие потоки могут заполнить резервуар примерно за миллиард лет, что намного меньше того времени, который был доступен галактике в эпоху, которую мы наблюдали".

Очень важно, что исследователи обнаружили два фоновых квазара, которые проецируются на близких угловых расстояниях к целевой галактике, подобно тому, как движение Юпитера и Сатурна приближает их друг к другу, если смотреть с Земли во время Великого слияния в декабре прошлого года. Благодаря этой уникальной конфигурации, свет квазаров, проникающий в газ ореола галактики на переднем плане, оставил химические «отпечатки пальцев», что подтвердило существование узкого потока холодного газа.

Эти химические отпечатки пальцев показали, что газ в потоках имел низкую концентрацию тяжелых элементов, таких как алюминий, углерод, железо и магний. Поскольку эти элементы образуются, когда звезда все еще светит, и попадают в окружающую среду, когда звезда погибает, исследователи определили, что потоки холодного газа должны поступать извне, а не быть выброшенными из самой звездообразующей галактики.

"Среди 70 000 галактик со вспышками звездообразования в нашем обзоре, это единственная, связанная с двумя квазарами, которые оба находятся поблизости, чтобы исследовать газ ореола. Более того, оба квазара проецируются на одну сторону галактики, так что их свет может блокироваться одним потоком на двух разных угловых расстояниях ". - говорит Фу. "Поэтому, я чувствую чрезвычайно счастливым, что природа предоставила нам возможность выявить эту главную артерию, ведущую к сердцу феноменальной галактики во время ее юности".

Исследование "Длинный поток бедного на металлы холодного газа вокруг массивной галактики со вспышкой звездообразования при Z=2,67", было опубликовано в Astrophysical Journal 24 февраля.

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