Составное цветное изображение RGB CL J1001. Фото: Сан и др., 2024 г.
Астрономы из Нанкинского университета в Китае и других странах провели наблюдения с высоким разрешением далекого скопления галактик, известного как CL J1001+0220, с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Кампания наблюдений, описанная в статье, опубликованной 8 марта на сервере препринтов arXiv, дает важную информацию о природе этого кластера.
Скопления галактик содержат до тысяч галактик, связанных между собой гравитацией. Это крупнейшие известные гравитационно-связанные структуры во Вселенной, которые могут служить отличными лабораториями для изучения эволюции галактик и космологии.
CL J1001+0220 (или сокращенно CL J1001) — скопление галактик в созвездии Секстана, содержащее 17 галактик, расположенных на расстоянии около 11,1 миллиарда световых лет. Она имеет повышенную скорость звездообразования (SFR), короткое время истощения газа и демонстрирует убедительные доказательства того, что на свойства входящих в нее галактик влияют экстремальные условия окружающей среды.
Предыдущие исследования показали, что J1001, по-видимому, претерпевает трансформацию из протокластера в зрелый кластер. Учитывая, что такая эволюция до конца не изучена, группа астрономов под руководством Ханвен Сунь из Нанкинского университета решила поближе взглянуть на этот процесс с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRCam). Их исследование было дополнено данными наземных телескопов, таких как телескоп Субару и Большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Атакамы (ALMA).
«Здесь мы представляем новые наблюдения JWST/NIRCam, нацеленные на отдаленное скопление CL J1001 на z = 2,51 из программы COSMOS-Webb, которые в сочетании с предыдущими узкополосными изображениями, нацеленными на Ha-излучатели, и глубокими миллиметровыми обзорами излучателей CO, обеспечивают полное представление о формировании массивной галактики в CL J1001», — пишут исследователи в статье.
Команде Сан удалось завершить перепись галактик, входящих в состав CL J1001. Во-первых, они идентифицировали популяцию красных и массивных членов скопления, которые были пропущены при предыдущих глубоких изображениях с помощью космического телескопа Хаббла (HST). Это подтверждает, что наблюдения JWST необходимы для получения полной переписи членов скоплений галактик.
Исследование показало, что пространственное распределение галактик-членов CL J1001 сильно сконцентрировано. Астрономы отметили, что центральная звездная плотность CL J1001 сравнима или даже выше, чем у более массивных скоплений с низким красным смещением, в отличие от того, что наблюдается на окраинах этого скопления. Эти результаты предполагают сценарий формирования «наизнанку наружу» для самых ранних известных скоплений.
Кроме того, основываясь на полной выборке звездообразующих галактик, астрономы обнаружили, что функция звездных масс CL J1001 демонстрирует выраженную особенность «тяжелой вершины» — поскольку существует переизбыток массивных звездообразующих галактик (SFG). накопились в ядре кластера. Оказалось, что общее количество и звездная плотность этих массивных членов SFG сравнимы с плотностью массивных SFG и спокойных галактик, объединенных в скопления на более низких красных смещениях.
Подводя итоги, авторы статьи пришли к выводу, что CL J1001 в настоящее время находится в быстром переходном периоде и многие из его массивных SFG, вероятно, вскоре войдут в состояние покоя.
