Астрономы впервые обнаружили плотное галактическое ядро, пылающее светом миллионов новорожденных звезд в ранней Вселенной.
Это открытие проливает свет на то, как эллиптические галактики, большие, бедные газом скопления более старых звезд, могли впервые сформироваться в ранней Вселенной. Это вопрос, который ускользал от астрономов на протяжении десятилетий.
Исследовательская группа впервые обнаружила компактное галактическое ядро, получившее название GOODS-N-774, на снимках с космического телескопа Хаббла. Более поздние наблюдения с космического телескопа Спитцера, космической обсерватории Гершеля и В.М. Обсерватория Кека помогла сделать это истинным научным открытием.
Ядро сформировалось 11 миллиардов лет назад, когда Вселенной было менее 3 миллиардов лет. Несмотря на то, что Млечный путь составлял лишь небольшую часть размеров, в то время он уже содержал в два раза больше звезд, чем наша собственная галактика.
Теоретическое моделирование предполагает, что гигантские эллиптические галактики формируются изнутри, с большим ядром, отмечающим самые первые стадии формирования. Но большинство поисков этих формирующих ядер идет с пустыми руками, что делает это первым наблюдением и феноменальной находкой.
«Мы действительно не видели процесса формирования, который мог бы создать такие плотные вещи», - объяснила ведущий автор Эрика Нельсон из Йельского университета в пресс-релизе. «Мы подозреваем, что этот процесс формирования ядра является феноменом, уникальным для ранней вселенной, потому что ранняя вселенная в целом была более компактной. Сегодня вселенная настолько рассеянна, что больше не может создавать такие объекты ».
Наряду с определением размера галактики по снимкам Хаббла, команда изучила архивные снимки в дальнем инфракрасном диапазоне от Спитцера и Гершеля, чтобы рассчитать, насколько быстро компактная галактика создает звезды. Кажется, он производит 300 звезд в год, что в 30 раз больше, чем Млечный путь.
Бешеное звездообразование, вероятно, происходит из-за того, что ядро галактики формируется глубоко внутри гравитационного колодца темной материи. Его необычно высокая масса постоянно втягивает газ, сжимая его и вызывая образование звезд.
Но эти вспышки звездообразования создают пыль, которая блокирует видимый свет. Это помогает объяснить, почему астрономы не видели такого отдаленного ядра раньше, поскольку их легко было пропустить в предыдущих исследованиях.
Команда считает, что вскоре после раннего периода времени, которое мы видим, ядро перестало образовывать звезды. Затем он, вероятно, слился с другими меньшими галактиками, пока не превратился в гораздо большую галактику, похожую на более массивные и спокойные эллиптические галактики, которые мы видим сегодня.
«Я думаю, что наше открытие решает вопрос о том, действительно ли этот способ построения галактик происходил или нет», - сказал соавтор Питер ван Доккум из Йельского университета. «Вопрос в том, как часто это происходило?»
Команда подозревает, что другие галактические ядра в изобилии, но спрятаны за их собственной пылью. Будущие инфракрасные телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Вебба, должны быть в состоянии обнаружить больше этих ранних объектов.
Статья была опубликована 27 августа в журнале Nature и доступна онлайн.
