Изображение SPT 0538-50 на частоте 350 ГГц. Фото предоставлено: arXiv (2024 г.). DOI: 10.48550/arxiv.2412.03644
Используя Большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA), астрономы наблюдали пыльную звездообразующую галактику под названием SPT 0538-50. Результаты кампании наблюдения, представленные 4 декабря на сервере препринтов arXiv, дают дальнейшее представление о структуре этой галактики.
Так называемые пылевые галактики звездообразования (DSFG) — это сильно затемненные галактики, которые переживают период интенсивного звездообразования, причем скорость звездообразования даже достигает 1000 солнечных масс в год. Хотя известно множество DSFG, их основная структура, которая может иметь решающее значение для лучшего понимания эволюции этих галактик, еще не полностью изучена.
SPT 0538-50 представляет собой DSFG с красным смещением 2,78 и инфракрасной светимостью 3,4 триллиона солнечных светимостей. Галактика имеет звездную массу около 33 миллиардов солнечных масс и скорость звездообразования 760 солнечных масс в год.
Недавно группа астрономов под руководством Ханны Стейси из Европейской южной обсерватории (ESO) провела длительные наблюдения континуума SPT 0538-50 с помощью ALMA с целью выявить ее основную структуру.
Наблюдения ALMA показали, что центральная область SPT 0538-50 имеет морфологию двух спиральных рукавов и потенциальную полосу ядра. Исследователи полагают, что основной стержень может способствовать притоку газа, питающему ядерную вспышку галактики и сверхмассивную черную дыру. Они добавили, что эти результаты позволяют предположить, что SPT 0538-50 может быть динамически холодным, как и диски локального ядра.
Исследование показало, что SPT 0538-50 имеет эффективный радиус около 1950 световых лет, индекс Серсика 1,2 и позиционный угол 4,0. Эти параметры соответствуют компакт-диску и сравнимы с другими известными DSFG.
На основе собранных данных астрономы определили экстремальную плотность скорости звездообразования для центральной области SPT 0538-50, которая оценивается примерно в 2000 солнечных масс в год/килопарсек2. Следовательно, это суперэддингтоновская скорость по сравнению с пределом Эддингтона для близких сверхярких инфракрасных галактик.
Авторы работы установили, что для объяснения такой высокой плотности скорости звездообразования в центральной области исследуемой галактики необходима высокая плотность газа. Они добавили, что для накопления высокой плотности газа в пределах нескольких сотен световых лет от центра SPT 0538-50 потребуется дополнительное влияние вековых динамических процессов.
«Эти особенности могут свидетельствовать о том, что вековые динамические процессы играют роль в накоплении высокой концентрации холодного газа, что приводит к быстрому образованию компактного звездного сфероида и аккреции черных дыр», — заключили ученые.
