В ранней Вселенной обнаружена галактика, переполненная пылью

Используя массив радиотелескопов ALMA, астрономы изучили галактику MACS0416_Y1, удаленную от Земли на 13,2 миллиарда световых лет в направлении созвездия Эридан, и с удивлением обнаружили в ней необычное большое количество пыли, которое не могут объяснить стандартные модели. Это заставило их переосмыслить историю формирования звезд и предположить, что объект исследования испытал ступенчатое звездообразование с двумя интенсивными всплесками спустя 300 и 600 миллионов лет после Большого взрыва. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале Astrophysical Journal.

«Пыль и относительно тяжелые элементы, такие как кислород, распространяются при гибели звезд. Следовательно, обнаружение пыли в определенный момент времени указывает на то, что многие светила уже сформировались и умерли задолго до этого», – рассказывает Йоичи Тамура, ведущий автор исследования из Нагойского университета (Япония).

Звезды – ведущие актеры на сцене Вселенной, но им суфлируют закулисные игроки: звездная пыль и газ. При этом космические облака пыли и газа не просто являются местами звездообразования, но и искусными рассказчиками истории мироздания.

Из-за ограниченной скорости света радиоволнам из галактики MACS0416_Y1, которые мы наблюдаем сегодня, потребовалось 13,2 миллиарда лет, чтобы добраться до нас. Другими словами, они дают представление о том, как она выглядела всего через 600 миллионов лет после Большого взрыва.

В полученных данных астрономы обнаружили слабый, но однозначный сигнал радиоизлучения частиц пыли. При этом космические телескопы «Hubble» и «Spitzer», а также Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории (ESO) оценили возраст звезд в галактике в 4 миллиона лет.

«Пыли слишком много, она не могла образоваться за 4 миллиона лет. Старые звезды могут скрываться в галактике, или они, возможно, уже погибли и исчезли», – добавил Йоичи Тамура.

Астрономы рассмотрели несколько идей для преодоления этой «пылевой инфляции» и разработали компьютерную модель, которая увязала между собой и возраст звезд и количество пыли.

«В этой модели первый всплеск звездообразования начался через 300 миллионов лет после Большого взрыва и длился 100 миллионов лет. После этого активность звездообразования на некоторое время затихла, а затем возобновилась при возрасте Вселенной 600 миллионов лет», – пояснил Кен Маватари, соавтор исследования из Токийского университета (Япония).

Астрономы считают, что застали MACS0416_Y1 в начале второго этапа звездообразования.

«Пыль является важным материалом для планет, подобных Земле. Наш результат – важный шаг вперед для понимания ранней истории Вселенной и происхождения пыли», – заключил Йоичи Тамура.