Астрономы обнаружили питавший массивную галактику поток холодного газа

Американские астрономы получили прямое доказательство существования потоков холодного газа, из которого формировались звёзды массивных галактик на ранних этапах истории Вселенной. Открытие сделано в результате наблюдения за внешней сферой древней галактики и яркими фоновыми космическими объектами — квазарами.

Коллектив американских астрономов под руководством специалистов из Университета Айовы получил доказательство существования потоков холодного газа, участвовавших в образовании звёзд древней массивной галактики. Об этом сообщается в издании The Astrophysical Journal.

С помощью комплекса радиотелескопов обсерватории ALMА, расположенной в чилийской пустыне Атакама, учёные наблюдали за массивной галактикой, которая возникла спустя примерно 2,5 млрд лет с начала расширения Вселенной. В окружении исследуемого объекта было столько межзвёздной пыли, что разглядеть его можно было только в определённом субмиллиметровом диапазоне электромагнитного спектра.

Более ранние компьютерные симуляции показали, что в течение первых нескольких миллиардов лет существования нашей Вселенной древние галактики формировали звёзды из больших объёмов холодного газа. Газ поступал к ним в виде узкого и сверхплотного потока, похожего на трубу. Нити такого «газопровода» прорезали горячее окружение галактики и обеспечивали её непрерывными потоками сырья. Необходимый для формирования массивной галактики объём газа в 100 млрд раз превышает массу нашего Солнца, отмечают учёные.

Исследуемая коллективом галактика ранее не была изучена. Чтобы «увидеть» поток холодного газа в её внешней сфере (гало), учёным потребовалось пять лет, которые ушли на настройку оборудования, определение точного местоположения и расстояния от наблюдаемого объекта до Земли.

«Это прототип, первый случай, когда мы обнаружили поток масштаба гало, питающий очень массивную галактику. Исходя из наших наблюдений, такие потоки могут наполнить резервуар (внешнюю сферу галактики. — RT) примерно за 1 млрд лет», — сообщил доцент кафедры физики и астрономии Университета Айовы, ведущий автор исследования Фу Хай.

Учёные отмечают, что важнейшую роль в открытии сыграло обнаружение двух ярчайших фоновых объектов — квазаров (активных ядер галактик).

Входящий поток холодного газа удалось обнаружить благодаря фоновым космическим объектам — квазарам 

Свет от этих объектов проходил через внешнюю сферу галактики и позволил определить химический состав гало.

Результаты анализа показали, что через горячую внешнюю сферу галактики проходит плотный поток холодного газа. Низкая концентрация тяжёлых элементов, таких как алюминий, углерод, железо и магний, свидетельствует о том, что такой поток для галактики входящий, а не исходящий, уверены учёные. Объясняется это тем, что подобные элементы выбрасываются в гало уже после гибели звезды, которая их произвела.

«Среди 70 тыс. галактик с быстрым звёздообразованием из нашей выборки только одна связана с двумя квазарами, которые находятся на достаточно близком расстоянии, чтобы была возможность исследовать газ гало. Более того, оба квазара проецируются на одну и ту же сторону галактики... Нам очень повезло, что природа дала нам возможность обнаружить эту большую артерию, ведущую к сердцу феноменальной галактики во время её юности», — подытожил Фу Хай.