Галактика з найактивнішим зореутворенням у ранньому Всесвіті виявилася злиттям шести галактик

Гала­кти­ка з ран­ньо­го Все­сві­ту, у якій рекор­дно актив­но наро­джу­ю­ться зорі, вияви­ла­ся не одною гала­кти­кою, а зли­т­тям одра­зу шести. Як засвід­чи­ли спо­сте­ре­же­н­ня теле­ско­па «Джеймс Вебб», HFLS3 скла­да­є­ться з трьох пар кар­ли­ко­вих гала­ктик, які настіль­ки тісні, що їх було не роз­рі­зни­ти іншим теле­ско­пам. З новим від­кри­т­тям HFLS3 впи­су­є­ться у суча­сні космо­ло­гі­чні моде­лі. Ста­т­тя астро­но­мів досту­пна на arXiv.

Зображення галактики, яке зробив космічний телескоп «Гершель» до відкриття «Джеймса Вебба». ESA / C. Carreau

Що осо­бли­во­го у зоре­утво­рен­ні цієї галактики?

У пер­ші два мільяр­ди років після Вели­ко­го вибу­ху ево­лю­ція Все­сві­ту від­рі­зня­ла­ся від того, що астро­но­ми можуть спо­сте­рі­га­ти зараз. Зокре­ма зав­дя­ки тому, що у ран­ньо­му Все­сві­ті мате­рія була щіль­ні­шою, а газу було біль­ше, гала­кти­ки дуже швид­ко фор­му­ва­ли­ся і часто зли­ва­ли­ся одна з одною, що при­ско­рю­ва­ло появу нових зір. Але так само швид­ко вони й при­пи­ня­ли ево­лю­цію та зоре­утво­ре­н­ня, вичер­пу­ю­чи запа­си газу. Тому навіть спри­я­тли­ві умо­ви ран­ньо­го Все­сві­ту не змо­гли поясни­ти швид­кість наро­дже­н­ня нових зір у від­кри­тій у 2013 році гала­кти­ці HFLS3.

За оцін­ка­ми, у ній вини­ка­ло понад дві тися­чі нових зір щоро­ку, хоч гала­кти­ка утво­ри­ла­ся всьо­го через 850 міль­йо­нів років після Вели­ко­го вибу­ху. Для порів­ня­н­ня, сьо­го­дні у Чума­цько­му Шля­ху за рік вини­кає до деся­ти нових зір. Сьо­го­дні HFLS3 могла б вже дося­гну­ти роз­мі­рів найма­сив­ні­ших гала­ктик, відо­мих у суча­сно­му Все­сві­ті. Тому щоб кра­ще зро­зу­мі­ти, що зму­си­ло гала­кти­ку так актив­но наро­джу­ва­ти зорі, астро­но­ми Оксфорд­сько­го уні­вер­си­те­ту наці­ли­ли на HFLS3 теле­скоп «Джеймс Вебб».

Як «Джеймс Вебб» зна­йшов цілих шість галактик?

Зав­дя­ки спо­сте­ре­же­н­ням в інфра­чер­во­но­му діа­па­зо­ні за допо­мо­гою спе­ктро­гра­фа NIRSpec астро­но­ми змо­гли від­тво­ри­ти рух і нагрі­ва­н­ня газів у гала­кти­ці HFLS3. І замість того, щоб поба­чи­ти типо­ве для ран­ніх гала­ктик обер­та­н­ня газу, вче­ні помі­ти­ли кіль­ка обла­стей цьо­го обер­та­н­ня, нара­ху­вав­ши шість мен­ших гала­ктик. Вони зна­хо­дя­ться настіль­ки близь­ко одна до одної, що різни­ця між ними не була види­ма ані назем­ним, ані космі­чним теле­ско­пам, які рані­ше спо­сте­рі­га­ли HFLS3.

Шість галактик у HFLS3, які виокремив «Джеймс Вебб». G. C. Jones. GA-NIFS Collaboration

На дум­ку астро­но­мів, саме актив­не зли­т­тя такої кіль­ко­сті гала­ктик поча­ло живи­ти нові спа­ла­хи зоре­утво­ре­н­ня із мате­рі­а­лу всіх гала­ктик, зав­дя­ки чому у HFLS3 вияви­ли бага­то нових сві­тил. Таку вза­є­мо­дію гала­ктик і подаль­ше поси­ле­н­ня зоре­утво­ре­н­ня не забо­ро­ня­ють суча­сні тео­рії, тому зав­дя­ки від­кри­т­тю «Джейм­са Веб­ба» астро­но­ми тіль­ки під­твер­ди­ли свої уяв­ле­н­ня про ево­лю­цію ран­ньо­го Всесвіту.