ALMA обнаружила тень молекулярного истечения из квазара, когда Вселенной было меньше 1 миллиарда лет

Теоретические предсказания были подтверждены открытием истечения молекулярного газа из квазара, когда Вселенной было меньше миллиарда лет.

Квазар — это компактная область, питаемая сверхмассивной черной дырой, расположенная в центре массивной галактики. Они чрезвычайно яркие, имеют точечный вид, похожий на звезды, и очень далеки от Земли. Благодаря своему расстоянию и яркости они позволяют заглянуть в состояние ранней Вселенной, когда ей было менее 1 миллиарда лет.

Группа исследователей под руководством доцента Драгана Салака из Университета Хоккайдо, доцента Такуя Хашимото из Университета Цукуба и профессора Акио Иноуэ из Университета Васэда обнаружила первые доказательства подавления звездообразования, вызванного оттоком молекулярного газа в галактика-хозяин квазара в ранней Вселенной. Их выводы, основанные на наблюдениях, сделанных с использованием Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) в Чили, были опубликованы в Астрофизическом журнале.

Молекулярный газ жизненно важен для формирования звезд. Повсеместное распространение и высокие концентрации молекулярного газа в галактике, являющегося основным топливом звездообразования, привели бы к образованию огромного количества звезд. Выбрасывая этот газ в межгалактическое пространство быстрее, чем он мог бы быть использован для звездообразования, молекулярные потоки эффективно подавляют образование звезд в галактиках, в которых находятся квазары.

«Теоретические работы показывают, что истечения молекулярного газа играют важную роль в формировании и эволюции галактик с раннего возраста, поскольку они могут регулировать звездообразование», — объясняет Салак. «Квазары являются особенно энергетическими источниками, поэтому мы ожидали, что они смогут генерировать мощные потоки энергии».

Квазар, наблюдаемый исследователями, J2054-0005, имеет очень большое красное смещение — он и Земля, по-видимому, очень быстро удаляются друг от друга.

«J2054-0005 — один из самых ярких квазаров в далекой Вселенной, поэтому мы решили выбрать этот объект как превосходного кандидата для изучения мощных истечения», — говорит Хашимото.

Исследователи использовали ALMA, чтобы наблюдать истечение молекулярного газа из квазара. Будучи единственным телескопом в мире, обладающим чувствительностью и диапазоном частот для обнаружения истечения молекулярного газа в ранней Вселенной, ALMA сыграла ключевую роль в этом исследовании.

Говоря о методе, использованном в исследовании, Салак сказал: «Выходящий молекулярный газ (ОН) был обнаружен в процессе поглощения. Это означает, что мы не наблюдали микроволновое излучение, исходящее непосредственно от молекул ОН; вместо этого мы наблюдали излучение, исходящее от яркого квазара. — а поглощение означает, что молекулы ОН поглотили часть излучения квазара. Таким образом, это было похоже на обнаружение присутствия газа, увидев «тень», которую он отбрасывает перед источником света».

Результаты этого исследования являются первым убедительным доказательством того, что мощные истечения молекулярного газа из галактик-хозяев квазаров существуют и влияют на эволюцию галактик в раннем космическом возрасте.

«Молекулярный газ — очень важная составляющая галактик, поскольку он является топливом для звездообразования», — заключает Салак. «Наши результаты показывают, что квазары способны подавлять звездообразование в родительских галактиках, выбрасывая молекулярный газ в межгалактическое пространство».

Информация от: Университетом Хоккайдо.