Удивительная «галактика-монстр» в 12 миллиардах световых лет от Земли

С помощью массива радиотелескопов ALMA международная команда астрономов провела самое подробное исследование галактики-монстра, расположенной на расстоянии 12,4 миллиарда световых лет от Земли. Оказалось, что молекулярные облака в ней очень нестабильны, что приводит к огромным темпам формирования звезд. Выводы ученых представлены в журнале Nature.

«Настоящим сюрпризом для нас оказалось то, что эта галактика, появившаяся почти 13 миллиардов лет назад, имеет массивный, упорядоченный газовый диск, а не хаотичную неравномерную структуру, как предсказывает большинство моделей. Тем не менее, мы заметили, что этот диск динамически неустойчив, то есть фрагментирован и переживает гигантский всплеск звездообразования», – рассказывает Кенити Тадаки, ведущий автор исследования из Национальной астрономической обсерватории Японии.

Так называемые «галактики-монстры» – это галактики, которые формируют звезды с невероятной скоростью, до 1000 раз быстрее Млечного Пути. Считается, что они являются предками огромных эллиптических галактик в современной Вселенной, поэтому их изучение прокладывает путь к пониманию образования и эволюции гигантских звездных структур.

Одной из загадок таких галактик являются сумасшедшие темпы звездообразования, и, чтобы разобраться в этом вопросе, исследователи должны изучить регионы, окружающие звездные питомники. Получение подробных карт молекулярных облаков является важным шагом к раскрытию тайн космических монстров.

«Было совершенно непонятно, как эти галактики смогли накопить такое большое количество газа к рубежу в 1 миллиард лет от рождения Вселенной, а затем, по сути, превратить весь запас в звезды в мгновение ока по космическим меркам. Но благодаря новым наблюдениям у нас появились ответы на некоторые вопросы», – добавил Кенити Тадаки.

Столкновение галактик как толчок к звездообразованию

В новом исследовании Кенити Тадаки со своей командой нацелились на галактику COSMOS-AzTEC-1. Впервые она была обнаружена в 2007 году с помощью 15-метрового Телескопа Джеймса Кларка Максвелла (Гавайи, США), а спустя несколько лет Большой миллиметровый телескоп (Мексика) зафиксировал в ней огромное количество монооксида углерода и выявил вспышку звездообразования.

Благодаря новым наблюдениям на ALMA астрономы дополнительно исследовали природу газа в COSMOS-AzTEC-1 и обнаружили, что облака по всей галактике очень неустойчивы, что необычно.

«На расстоянии в несколько тысяч световых лет от центра галактики есть два больших облака. В самых отдаленных звездообразующих галактиках звезды активно формируются в центре, поэтому удивительно найти такие регионы вдалеке от него», – пояснил Кенити Тадаки.

Как правило, темпы звездообразования в подобных галактиках регулируются рождением и смертью звезд, компенсирующими гравитацию и внешнее давление. Но в COSMOS-AzTEC-1 давление гораздо слабее гравитации, поэтому она, по мнению ученых, превратилась в «неудержимую» галактику-монстра. По оценкам команды, газ в ней «исчерпается» примерно через 100 миллионов лет, что в 10 раз быстрее, чем в других галактиках со вспышками звездообразования.

Почему газ в COSMOS-AzTEC-1 так нестабилен, пока не ясно. Одним из объяснений астрономы называют столкновение с другой галактикой, в результате которого газ оказался «заперт» в небольших областях, что и зажгло интенсивное звездообразование. На данный момент у ученых нет никаких доказательств такого события, но, наблюдая за другими похожими структурами с ALMA, исследователи рассчитывают выявить эту связь.