Астрономы открыли гигантскую «мертвую» галактику

Источник материала:

В открытой недавно гигантской галактике новые звезды прекратили формироваться всего через 1,3 млрд лет после Большого взрыва. Выяснившие это астрономы поясняют, что ее существование не укладывается в теории, которые описывают «смерть» галактик. Их статью опубликовал научный журнал The Astrophysical Journal Letters, пишет ТАСС.

«Еще до того, как Вселенной исполнилось 2 млрд лет, галактика XMM-2599 стала ультратяжеловесом, породив огромное количество звезд, общая масса которых оказалась в 300 млрд раз больше солнечной. Что более удивительно, почти все они появились в первый миллиард лет жизни мироздания, после чего XMM-2599 прекратила формировать новые звезды», — рассказал один из авторов работы, астрофизик Бенджамин Форрест.

Ученые считают, что первые галактики появились в результате прямого гравитационного коллапса гигантских облаков газа. Они возникли в первые эпохи существования мироздания из-за небольших неравномерностей в распределении материи, которые появились благодаря своеобразному эху процесса сверхбыстрого расширения Вселенной после Большого взрыва.

Часть из этих сгустков материи превратилась в одиночные галактики, а другие стали родоначальниками первых скоплений и суперскоплений галактик. Долгое время ученые считали, что первые галактики Вселенной были очень тяжелыми, однако в последние годы, благодаря открытиям микроволнового телескопа ALMA и орбитальной обсерватории Hubble, эти воззрения начали подвергаться сомнениям.

В частности, астрономы сейчас предполагают, что крупные галактики возникли примерно через 400−500 млн лет после Большого взрыва, фактически сразу после того, как вещество во Вселенной охладилось до достаточно низких значений. Звезды внутри них, как показывают снимки с ALMA и Hubble, формировались с рекордно высокой скоростью, которая была в сотни и тысячи раз выше типичных значений для Млечного Пути и его соседей.

Жизнь и смерть галактик

Анализируя снимки, которые были получены при помощи телескопа Кека во время наблюдений за крупнейшими галактиками мироздания, Форрест и его коллеги открыли галактику, масса, размеры и история развития которой не укладываются в новые представления об облике юной Вселенной.

Внимание ученых привлекла крупная галактика XMM-2599, которая расположена в созвездии Кита на большом расстоянии от Земли. Этот объект астрономы открыли несколько лет назад, и с тех пор он почти не привлекал внимания ученых, которые считали его обычной «мертвой» галактикой, в которой новые звезды перестали формироваться.

Калифорнйские астрофизики проанализировали структуру спектра этого объекта и обнаружили, что мы сейчас видим его в том состоянии, в котором он находился примерно 12 млрд лет назад, через 1,8 млрд лет после Большого взрыва. Это автоматически сделало XMM-2599 одной из крупнейших древних галактик, известных ученым.

Еще более интересным оказался возраст различных звезд внутри XMM-2599. Подсчеты ученых показывают, что значительная часть ее светил возникла практически одновременно, в короткий промежуток времени, который начался примерно через 750 млн лет после Большого взрыва и завершился через 500 млн лет. По оценкам астрономов, в это время галактика порождала сотни новых звезд, общая масса которых была в тысячи раз выше, чем у Солнца.

В этом отношении, как отмечает Форрест, она была очень похожей на первые галактики Вселенной, изученные Hubble и ALMA. Пока ученые не могут сказать, что именно заставило XMM-2599 пойти по другому пути и «умереть», прекратив формирование новых звезд примерно через 1,3 млрд лет после Большого взрыва. В частности, причиной этого могло быть как «пробуждение» сверхмассивной черной дыры в ее центре, которая разогрела все запасы холодного газа в галактике. С другой стороны, ученые не исключают того, что это могло произойти и из-за резкого прекращения притока свежих звездных «стройматериалов» из межгалактической среды.

«Само существование галактики XMM-2599 крайне сложно объяснить при помощи численных моделей. Они предсказывают существование крупных галактик в ранней Вселенной, однако не предусматривают того, что процесс звездообразования в этих объектах может резко прекратиться. Наше открытие говорит о том, что мы должны пересмотреть механизмы, которые отвечают за прекращения формирования новых светил в подобных моделях», — подытожили ученые.