В созвездии Секстанта нашли древнюю галактику с рекордной скоростью звездообразования

Астрономы нашли в созвездии Секстанта гигантскую древнюю галактику, которая в первые эпохи существования Вселенной успела сформироваться и достичь массы в 20 трлн Солнц всего за 500 млн лет – практически невозможно короткое время по меркам космологии. Статью с результатами исследования принял к публикации Astrophysical Journal.

"Наши наблюдения показали, что благодаря сверхбыстрым темпам формирования новых звезд самые крупные галактики могут расти необыкновенно быстро. Теперь нам нужно понять, можно ли считать открытую нами галактику C1-23152 исключением или типичным примером того, что происходило в ранней Вселенной", – рассказал Франческо ла Барбера, астроном из Национального астрофизического института Италии (INAF).

Считается, что первые галактики появились во Вселенной примерно через 300-400 млн лет после Большого взрыва. Тогда ее материя успела остыть до температур, при которых могут формироваться холодные облака из газа. Внутри этих облаков образуются звезды.

Сперва астрономы предполагали, что первые галактики были относительно небольшими и росли медленно. Последние открытия показывают, что на самом деле это не так – крупные галактики, которые по размерам превосходят Млечный Путь в десятки раз, появились уже в первый миллиард лет жизни Вселенной. Факт их существования стал очередной большой загадкой для ученых.

Ла Барбера и его коллеги обнаружили, что галактики в ранней Вселенной могли расти еще быстрее, чем на то указывали наблюдения "Хаббла" за древнейшими галактиками мироздания, проводя своеобразную "перепись" звезд в нескольких недавно открытых древних галактиках. На такой вывод ученых натолкнули наблюдения за галактиками, свет от которых шел до Земли почти 12 млрд лет. Это означает, что мы видим их в том состоянии, в котором они находились примерно через 1,93 млрд лет после Большого взрыва.

Астрономы пытались определить, с какой скоростью в этих галактиках формировались звезды, как часто эти галактики сталкивались с соседними скоплениями звезд и поглощали их. Для этого ученые анализировали спектр этих галактик с помощью бинокулярного телескопа LBT, который установлен на вершине горы Грэм на юге США, а также другие их свойства. 

Астрономы примерно оценили, сколько звезд было в этих галактиках. В ходе работы ученые неожиданно выяснили, что один из подобных объектов, эллиптическая галактика C1-23152 из созвездия Секстанта, сформировалась за очень короткое время – около 500-600 млн лет.

В пользу этого, в частности, говорит то, что средний возраст звезд внутри C1-23152 не превышает 400 млн лет. Об этом говорят и некоторые особенности спектра этой галактики. Они указывают, что звезды в C1-23152 формировались с рекордно большой скоростью. В среднем, каждый год в ней образовывались десятки и сотни новых звезд, совокупная масса которых превышала солнечную примерно в 450 раз. Подобные темпы звездообразования в сотни раз больше тех, которые наблюдаются в Млечном Пути и его соседях.

Что интересно, ученые не нашли ни одного намека на то, что за все 500 млн лет своего существования C1-23152 сталкивалась с соседними галактиками или поглощала их. Это говорит о том, что она "в одиночку" достигла массы, примерно в 20 тлрн раз больше солнечной. Раньше это считалось в принципе невозможным. Астрономы предполагают, что это произошло благодаря тому, что C1-23152 возникла в результате столкновения нескольких сверхплотных облаков газа, существование которых было возможным только в первые эпохи после Большого взрыва.

Не менее большой загадкой для ученых стало то, почему процессы звездообразования в этой галактике примерно через 600 млн лет после ее возникновения резко прекратились. Ла Барбера и его коллеги надеются, что дальнейшие наблюдения за C1-23152, а также аналогичное исследование для других крупнейших галактик юной Вселенной помогут найти ответ на оба этих вопроса.