17.5K
Считается, что первые галактики, сформировавшиеся через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, были похожи на привычные нам карликовые галактики. Затем эти ранние структуры, содержащие всего несколько миллиардов звезд, начали объединяться в большие галактики, которые стали доминировать во Вселенной через несколько миллиардов лет после ее рождения.
Однако с помощью массива телескопов ALMA ученые постоянно обнаруживают неожиданные примеры массивных галактик, заполненных звездами, которые сформировались спустя менее миллиарда лет после Большого взрыва. Это говорит о том, что более мелкие галактические строительные блоки каким-то образом могли быстро собираться в крупные структуры.
Последние наблюдения ALMA еще дальше отодвигают эпоху формирования массивных галактик, идентифицируя две гигантские галактики, наблюдаемые, когда Вселенной было всего 780 миллионов лет. Эти необычно большие структуры расположены внутри невероятно массивного ореола темной материи, превышающего массу Солнца в несколько триллионов раз. По расчетам ученых обнаруженные галактики стоят на пути слияния, после которого они образуют самую большую галактику, когда-либо наблюдаемую в эпоху становления Вселенной.
В поисках первых галактик
Изначально пара массивных галактик, получившая обозначение SPT0311-58, была идентифицирована как один источник. Первые наблюдения показали, что этот объект располагается очень далеко от Земли и ярко светится в инфракрасном свете, вероятно, переживая всплеск звездообразования. Последующие данные ALMA позволили уточнить природу объекта, четко разделив его на две взаимодействующие галактики, а также установить расстояние до них и раскрыть интригующие детали.
Оказалось, что большая галактика содержит 270 миллиардов масс Солнца в виде газа и 3 миллиарда масс Солнца в виде пыли. Это огромное количество пыли, учитывая юный возраст системы. Скорость образования звезд в ней достигает 2900 солнечных масс в год. Моделирование показало, что вспышка звездообразования была вызвана столкновением с меньшим спутником, который уже содержал звезды с общей массой примерно 35 миллиардов солнечных.
Новые наблюдения также позволили исследователям установить присутствие гало темной материи, окружающее обе галактики, которое, согласно моделированию, является одним из самых массивных в те времена.
Ученые планируют провести серию наблюдений с ALMA за другими похожими источниками, выбранными с помощью телескопа «South Pole Telescope», чтобы найти больше таких объектов, возможно, даже более отдаленных, и лучше понять популяцию экстремально запыленных галактик эпохи реионизации.