Астрономы, использующие массив Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), заметили свет массивной галактики, замеченной всего через 970 миллионов лет после Большого взрыва. Эта галактика, названная MAMBO-9, является самой отдаленной пыльной звездообразующей галактикой, которая когда-либо наблюдалась без помощи гравитационного линзирования.
Пыльные звездообразующие галактики - самые интенсивные звездные питомники во вселенной. Они образуют звезды со скоростью, в несколько тысяч раз превышающей массу Солнца в год (скорость звездообразования нашего Млечного Пути составляет всего три солнечные массы в год), и они содержат огромное количество газа и пыли. Такие галактики-монстры, как ожидается, не сформировались в ранней истории Вселенной, но астрономы уже обнаружили несколько из них, предположительно когда космосу было менее миллиарда лет. Одна из них - галактика SPT0311-58, которую ALMA наблюдала в 2018 году.
Из-за своего экстремального поведения астрономы считают, что эти пыльные галактики играют важную роль в эволюции Вселенной. Но найти их - легче сказать, чем сделать. «Эти галактики, как правило, прячутся из виду» , - сказала Кейтлин Кейси из Техасского университета в Остине и ведущий автор исследования, опубликованного в Astrophysical Journal. «Мы знаем, что они там, но их нелегко найти, потому что их звездный свет скрыт в облаках пыли».
Свет MAMBO-9 уже был обнаружен десять лет назад соавтором Мануэлем Аравена с помощью инструмента Max-Planck (MAMBO) на 30-метровом телескопе IRAM в Испании и интерферометра Plateau de Bure во Франции. Но эти наблюдения не были достаточно чувствительными, чтобы показать расстояние до галактики. «Мы сомневались, было ли это реально, потому что мы не могли найти его с помощью других телескопов. Но если это было реально, это должно было быть очень далеко», - говорит Аравена, которая в то время была аспиранткой в Германии, а в настоящее время работает в Университете Диего Порталеса в Чили.
Благодаря чувствительности ALMA, Кейси и ее команда смогли определить расстояние до MAMBO-9. «Мы обнаружили галактику в новой серии данных с ALMA, специально предназначенном для идентификации пыльных звездообразующих галактик в ранней Вселенной», - сказала Кейси. «И что особенного в этом наблюдении, так это то, что это самая отдаленная пыльная галактика, которую мы когда-либо беспрепятственно наблюдали».
Свету далеких галактик часто мешают другие близкие к нам галактики. Эти галактики впереди работают как гравитационная линза: они искажают свет от более отдаленной галактики. Этот эффект линзирования облегчает обнаружение удаленных объектов телескопами (именно так ALMA смогла увидеть галактику SPT0311-58). Но это также искажает изображение объекта, затрудняя разборчивость деталей.
В этом исследовании астрономы видели MAMBO-9 напрямую, без линзирования и это позволило нам измерить ее массу. «Общая масса газа и пыли в галактике огромна: в десять раз больше, чем у всех звезд Млечного Пути. Это означает, что ей еще предстоит создать большое количество собственных звезд», - пояснила Кейси. Галактика состоит из двух частей и она находится в процессе слияния.
Кейси надеется найти более отдаленные пыльные галактики в данных ALMA, которые позволят понять, насколько они распространены, как эти массивные галактики образовались так рано во Вселенной, и почему они такие пыльные. «Пыль, как правило, является побочным продуктом умирающих звезд», - сказала она. «Мы ожидаем, что там в сто раз больше звезд, чем пыли. Но MAMBO-9 еще не произвёл столько звезд, и мы хотим выяснить, как пыль смогла образоваться так быстро - почти сразу после Большого взрыва».
«Наблюдения с использованием новой технологии могут привести к неожиданным результатам, таким как MAMBO-9», - сказал Джо Песче, руководитель программы Национального научного фонда для NRAO и ALMA. «Хотя трудно объяснить такую массивную галактику на столь раннем этапе истории Вселенной, подобные открытия позволяют астрономам лучше понять вселенную и задавать ей еще больше вопросов».
Свет от MAMBO-9 прошел около 13 миллиардов лет, чтобы достичь антенн ALMA (сегодня Вселенной около 13,8 миллиардов лет). Это означает, что мы можем видеть, как галактика выглядела в прошлом. Сегодня галактика, вероятно, стала еще больше и содержит в сто раз больше звезд чем Млечный путь, и находилась бы в массивном скоплении галактик.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20191211222447
