Космічний телескоп Джеймса Вебба виявив першу з відомих галактик, у яких раптово припинилося утворення зірок.
Галактика під назвою GS-9209 припинила своє зореутворення більше 12,5 мільярдів років тому, повідомляють дослідники 26 січня на arXiv.org. Це лише трохи більше мільярда років після Великого вибуху. Його існування відкриває нові подробиці про те, як галактики живуть і вмирають у космічному часі.
«Це чудове відкриття», — каже астроном Мауро Джаваліско з Університету Массачусетса Амхерст, який не брав участі в новому дослідженні. «Ми дійсно хочемо знати, коли дозріють умови, щоб зробити гасіння широко поширеним явищем у Всесвіті». Це дослідження показує, що принаймні деякі галактики згасли, коли Всесвіт був молодим.
GS-9209 вперше помітили на початку 2000-х. В останні кілька років спостереження за допомогою наземних телескопів визначили її як можливу потухлу галактику на основі довжин хвиль світла, яке вона випромінює. Але атмосфера Землі поглинає хвилі інфрачервоного випромінювання, які можуть підтвердити відстань до галактики та те, що дні її зореутворення позаду, тому це було неможливо знати напевно.
Тому астрофізик Адам Карналл і його колеги звернулися до космічного телескопа Джеймса Вебба, або JWST. Обсерваторія дуже чутлива до інфрачервоного світла, і вона знаходиться над блокадою земної атмосфери. «Ось чому існує JWST», — каже Карналл з Единбурзького університету. JWST також має набагато більшу чутливість, ніж раніші телескопи, що дозволяє бачити тьмяніші, більш віддалені галактики. У той час як найбільші телескопи на землі могли б детально побачити GS-9209 після місяця спостережень, «JWST може підібрати це за кілька годин».
Використовуючи спостереження JWST, Карналл і його колеги виявили, що GS-9209 утворила більшість своїх зірок протягом 200 мільйонів років, починаючи приблизно через 600 мільйонів років після Великого вибуху. За цей космічно короткий момент він створив зірок вартістю близько 40 мільярдів сонячних мас, приблизно стільки ж, скільки має Чумацький Шлях.
Ця швидка конструкція свідчить про те, що GS-9209 утворилася з величезної хмари газу та пилу, яка руйнується та запалює зірки одночасно, каже Карналл. «Досить ясно, що переважна більшість зірок, які зараз там, утворилася в цьому великому спалаху».
Раніше астрономи вважали, що цей спосіб утворення галактик, званий монолітним колапсом, є способом утворення більшості галактик. Але ця ідея втратила популярність, її замінили уявлення про те, що великі галактики утворюються в результаті повільного злиття багатьох менших.
«Тепер схоже, що, принаймні для цього об’єкта, стався монолітний колапс», — каже Карналл. «Це, ймовірно, найяскравіший доказ того, що така еволюція галактик відбувається».
Щодо того, що спричинило раптову зупинку шаленого зореутворення в галактиці, винна, здається, активна живильна чорна діра. Спостереження JWST виявили додаткове випромінювання інфрачервоного світла, пов’язане з масою водню, що швидко обертається, що є ознакою акреції чорної діри. Здається, маса чорної діри в мільярд разів перевищує масу Сонця.
Щоб досягти такої маси менше ніж через мільярд років після народження Всесвіту, чорна діра повинна була харчуватися ще швидше на початку свого життя, каже Карналл ( SN: 16.03.18 ). Коли він проковтнув, він зібрав би сяючий диск розпеченого газу та пилу навколо себе.
«Якщо все це випромінювання викидає з чорної діри, будь-який газ, який знаходиться поблизу, буде нагріватися до неймовірної міри, що зупинить його падіння на зірки», — каже Карналл.
Більше спостережень за допомогою майбутніх телескопів, таких як запланований Надзвичайно Великий Телескоп у Чилі, можуть допомогти з’ясувати більше подробиць про те, як була знищена галактика.