Изображение JWST в искусственных цветах небольшой части южного месторождения GOODS с выделенным JADES-GS-z7-01-QU. Такие галактики встречаются крайне редко. Фото: Сотрудничество JADES
Астрономы наблюдали галактику, которая внезапно прекратила образовывать новые звезды более 13 миллиардов лет назад.
Используя космический телескоп Джеймса Уэбба, международная группа астрономов под руководством Кембриджского университета обнаружила «мертвую» галактику, когда Вселенной было всего 700 миллионов лет, самую старую подобную галактику, когда-либо наблюдавшуюся.
Похоже, что эта галактика жила быстро и умерла молодой: звездообразование произошло быстро и почти так же быстро прекратилось, что неожиданно для столь раннего этапа эволюции Вселенной. Однако неясно, является ли «замороженное» состояние этой галактики временным или постоянным, и что заставило ее прекратить образование новых звезд.
Результаты, опубликованные в журнале Nature, могут помочь астрономам понять, как и почему галактики перестают образовывать новые звезды, и изменились ли факторы, влияющие на звездообразование, за миллиарды лет.
«Первые несколько сотен миллионов лет существования Вселенной были очень активной фазой, когда множество газовых облаков коллапсировали, образуя новые звезды», — сказал Тобиас Лузер из Института космологии Кавли, первый автор статьи. «Галактикам необходим богатый запас газа для формирования новых звезд, а ранняя Вселенная была похожа на шведский стол, где можно есть все, что вы можете съесть».
«Только позже во Вселенной мы начинаем видеть, как галактики перестают образовывать звезды, будь то из-за черной дыры или чего-то еще», — сказал соавтор доктор Франческо Д'Эудженио, также из Института космологии Кавли.
Астрономы полагают, что звездообразование может быть замедлено или остановлено различными факторами, каждый из которых лишит галактику газа, необходимого для образования новых звезд. Внутренние факторы, такие как сверхмассивная черная дыра или обратная связь от звездообразования, могут вытолкнуть газ из галактики, что приведет к быстрой остановке звездообразования. С другой стороны, газ может очень быстро потребляться в процессе звездообразования без быстрого пополнения свежим газом из окрестностей галактики, что приводит к голоданию галактики.
«Мы не уверены, сможет ли какой-либо из этих сценариев объяснить то, что мы сейчас наблюдаем с Уэббом», — сказал соавтор профессор Роберто Майолино.
«До сих пор, чтобы понять раннюю Вселенную, мы использовали модели, основанные на современной Вселенной. о современной вселенной, возможно, придется пересмотреть».
Используя данные JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), астрономы определили, что эта галактика пережила короткий и интенсивный период звездообразования в течение периода от 30 до 90 миллионов лет. Но между 10 и 20 миллионами лет до того момента, когда это наблюдал Уэбб, звездообразование внезапно прекратилось.
«Кажется, что в ранней Вселенной все происходит быстрее и драматичнее, и это может включать в себя переход галактик от фазы звездообразования к стадии покоя или угасания», — сказал Лузер.
Астрономы ранее наблюдали мертвые галактики в ранней Вселенной, но эта галактика является самой старой — всего 700 миллионов лет после Большого взрыва, более 13 миллиардов лет назад. Это наблюдение — одно из самых глубоких, когда-либо сделанных Уэббом.
Помимо того, что эта галактика самая старая, она также имеет относительно небольшую массу — примерно такую же, как Малое Магелланово Облако (SMC), карликовую галактику вблизи Млечного Пути, хотя SMC все еще формирует новые звезды. Другие погашенные галактики в ранней Вселенной были гораздо более массивными, но улучшенная чувствительность Уэбба позволяет наблюдать и анализировать меньшие и более тусклые галактики.
Астрономы говорят, что, хотя на момент наблюдения она кажется мертвой, вполне возможно, что примерно через 13 миллиардов лет эта галактика могла вернуться к жизни и снова начать формировать новые звезды.
«Мы ищем другие галактики, подобные этой, в ранней Вселенной, что поможет нам установить некоторые ограничения на то, как и почему галактики перестают образовывать новые звезды», — сказал Д'Эудженио. «Возможно, галактики в ранней Вселенной «умирают», а затем возвращаются к жизни — нам понадобятся дополнительные наблюдения, чтобы понять это».
Информация от: Кембриджским университетом
