Цветное изображение ADF22.A1, полученное с помощью JWST/NIRCam. Изображение предоставлено: Умехата и др., 2024 г.
Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) и Большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA), международная группа астрономов наблюдала гигантскую спиральную галактику под названием ADF22.A1. Результаты кампании наблюдения, опубликованные 29 октября на сервере препринтов arXiv, позволяют лучше понять ее внутреннюю структуру.
ADF22.A1 с красным смещением 3,09 представляет собой гигантскую спиральную галактику с перемычкой, расположенную в протокластере SSA22. Предыдущие наблюдения показали, что это пылевая звездообразующая галактика (DSFG), в которой находится яркое, но сильно затемненное активное галактическое ядро (AGN).
ADF22.A1 рассматривается астрономами как уникальная лаборатория для изучения того, как самые массивные галактики и сверхмассивные черные дыры (СМЧД) накапливают массу и в конечном итоге превращаются в самые массивные эллиптические галактики. Однако о структуре и свойствах этой галактики известно очень мало, поскольку сильное вымирание пыли влияет на ее вид в ультрафиолете на остаточном изображении.
По этой причине группа астрономов под руководством Хидеки Умехаты из Университета Нагои в Японии использовала JWST и ALMA для изучения ADF22.A1, поскольку эти два инструмента могут исследовать структуру и кинематику этой галактики.
«Благодаря внедрению JWST и ALMA мы теперь можем решить проблему [ADF22.A1] структуру и кинематику и дают беспрецедентное понимание физических процессов, которые определяют эволюцию массивных галактик», — объяснили исследователи.
Наблюдения, проведенные командой Умехаты, выявили спиральную звездную структуру ADF22.A1, отслеживающую оптические и ближние инфракрасные излучения остальной системы. Было обнаружено, что галактика имеет эффективный радиус около 22 800 световых лет, что сопоставимо с радиусом местных галактик, что позволяет предположить ускоренный рост размеров ядра протоскопления.
Кроме того, наблюдения обнаружили яркое компактное пылевое ядро в центре ADF22.A1, что указывает на активную фазу роста протовыпучка. Было обнаружено, что пылевой континуум не просто сосредоточен в ядре, как это имеет место в некоторых известных ДСФГ, а распределен по всему диску.
По мнению астрономов, это говорит о том, что в диске также происходит активное звездообразование, сопровождающееся значительным производством пыли.
Анализируя линии излучения ионизированного углерода, исследователи определили скорость вращения ADF22.A1, которая, по расчетам, составила около 530 км/с. Они также обнаружили, что галактика имеет относительно высокий удельный звездный угловой момент.
Подводя итог, авторы статьи приходят к выводу, что ADF22.A1 представляет собой необычно быстро вращающуюся гигантскую спиральную галактику и что какой-то механизм, должно быть, заставил диск этой галактики быстро вращаться всего за два миллиарда лет после Большого взрыва.
«Холодная аккреция в сочетании со слияниями — наиболее правдоподобное объяснение», — пишут ученые.
