Все новости

Астрономы нашли облака газа, которые питали первые крупные галактики Вселенной

Эта находка объясняет, почему в первые эпохи после Большого взрыва галактики росли так быстро

ТАСС, 24 февраля. В созвездии Гидры астрономы нашли древнюю галактику, которую окружают огромные облака из холодного газа и пыли. Их присутствие объясняет, почему в первые эпохи существования Вселенной галактики росли очень быстро. Статью с описанием исследования принял к публикации The Astrophysical Journal.

"Мы открыли первый пример того, как поток газа галактических масштабов снабжает свежей материей очень крупную древнюю галактику. Наши наблюдения показывают, что столь мощные потоки материи всего за миллиард лет могли принести в это скопление звезд столько газа и пыли, сколько нужно для запуска вспышки звездообразования", – рассказал один из авторов исследования, доцент Университета штата Айова (США) Фу Хай.

Первые галактики появились во Вселенной примерно через 300-400 млн лет после Большого взрыва, когда ее материя остыла до температуры, при которой могут формироваться холодные облака из газа. Именно внутри них возникают звезды.

Сначала астрономы предполагали, что первые галактики были относительно небольшими и росли медленно. Последние открытия "Хаббла" и других мощнейших телескопов Земли показывают, что на самом деле это не так. Крупные галактики, которые в десятки раз больше Млечного Пути, появились уже в первый миллиард лет жизни Вселенной. Факт их существования стал очередной большой загадкой для ученых.

Наблюдения за 70 тысячами галактик, которые возникли в первые три миллиарда лет существования Вселенной, позволили Фу Хаю и его коллегам сделать вывод, почему это происходило.

Изучая снимки, которые сделал телескоп ALMA, ученые пытались найти такую галактику, окружение которой "подсвечивалось" бы излучением еще более далекого квазара – активной сверхмассивной черной дыры. Анализируя его спектр, ученые могут оценить, сколько материи находится в так называемом галактическом гало.

Астрономы называют так шарообразное скопление из темной материи, газа и пыли, которое представляет собой часть галактики и окружает те ее области, где находятся звезды, туманности и другие плотные сгустки видимой материи, которые можно увидеть при помощи телескопов. Гало древних галактик давно привлекает внимание ученых, поскольку оно играет важную роль в транспортировке материи из межгалактической среды в их центральные области.

Фу Хай и его коллеги попытались выяснить, есть ли в спектре излучения квазаров, проходящего через окрестности древних галактик, следы потоков материи, которые попадают в гало из межгалактической среды. Изучив огромное количество галактик, Фу Хай и его коллеги нашли всего два объекта, которые удовлетворяли этим критериям. Один из них, галактику GAMA J0913 0107 в созвездии Гидры, они детально изучили. Эта галактика сформировалась через два миллиарда лет после Большого взрыва.

Этот объект привлек внимание ученых тем, что звезды в нем формируются более чем в тысячу раз быстрее, чем в Млечном Пути. При этом через ее окраины проходит свет сразу двух квазаров. Изучив их спектр, астрономы не только подтвердили, что в GAMA J0913 0107 попадает много материи из межгалактической среды, но и измерили ее примерную массу и определили химический состав.

В частности, ученые обнаружили, что эти потоки материи состоят из почти чистого и холодного водорода. Его приток составляет около 100 масс Солнца в год. Такого количества водорода почти на 100% хватает, чтобы запустить формирование звезд и поддерживать его скорость на достаточно большом уровне. Это укладывается в результаты наблюдений за галактиками в ранней Вселенной.

"Из всех 70 тысяч галактик GAMA J0913 0107 единственная, что находится достаточно близко сразу к двум квазарам. Более того, оба квазара оказались расположены на одной и той же стороне галактики, благодаря чему мы изучили эти потоки газа с двух разных углов. Нам очень повезло, что мы впервые нашли и изучили эти газовые "артерии", которые питают сердце этой удивительной галактики в первые эпохи ее существования", – подытожил Фу Хай.