"Джеймс Уеб" откри галактика, която е била "мъртва" преди 13 милиарда години

Тази галактика вече е била мъртва, когато Вселената е била само на 700 милиона години

Ваня Милева Последна промяна на 08 март 2024 в 09:38 7443 0

JWST изображение с фалшив цвят на малка част от южното поле на GOODS, с подчертана галактика JADES-GS-z7-01-QU

Кредит JADES Collaboration

JWST изображение с фалшив цвят на малка част от южното поле на GOODS, с подчертана галактика JADES-GS-z7-01-QU

Открита е рекордна галактика, която още преди 13 милиарда години вече е била "мъртва", което означава, че образуването на звезди е спряло. Галактиката, открита от астрономи с помощта на космическия телескоп "Джеймс Уеб", има червено отместване от z~7.3, което означава, че галактиката вече е била там, когато Вселената е била само на 700 милиона години.

Когато една галактика остане без газ и прах, процесът на раждане на звезди спира. За да се стигне до това са нужни милиарди години. Но ето, че във Вселената има галактика, която вече е била мъртва, когато Вселената е била само на 700 милиарда години.

Международен екип астрономи се опитва да разбере как е станало това.

"Първите няколкостотин милиона години на Вселената са били в много активна фаза, с много газови облаци, които се разпадат, за да образуват нови звезди", разказва Тобиас Лузър (Tobias Looser) от Института по космология на Кавли към университета в Кеймбридж. "Галактики се нуждаят от богато снабдяване с газ, за ​​да образуват нови звезди, а ранната вселена е била като отрупана шведска маса."

И така, когато галактиката JADES-GS-z7-01-QU (JADES означава JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) се е появила при наблюдение на космическия телескоп "Джеймс Уеб" (JWST), тя не показва много доказателства за текущо звездообразуване. Тази галактика е в състояние, което астрономите наричат ​​"угасено" състояние и изглежда, че образуването на звезди е започнало и бързо е спряло. Да разберем защо това се е случило с младата галактика е важна стъпка в космологията. Защо се прекратява създаването на звезди? И дали факторите, които влияят върху формирането на звезди тогава, са същите като са днес?

Това комбинирано изображение на полето GOODS-South - резултат от изключително дълбоко изследване с помощта на два от четирите гигантски 8,2-метрови телескопа, съставляващи Много големия телескоп (VLT) на ESO и уникален персонализиран филтър - показва някои от най-слабите галактики досега видяно.

Композитно изображение на полето GOODS-South, където се намира галактиката JADES-GS-z7-01-QU. Това е част от дълбоко проучване с помощта на два 8,2-метрови телескопа. JWST по-късно се фокусира върху малка част от това поле. Кредит: ESO/M Hayes

Когато една галактика спира да образува звезди

Затихването на образуването на звезди е нещо, което астрономите не очакват да се случи бързо.

"Едва по-късно във Вселената започваме да виждаме как галактиките спират да образуват звезди, независимо дали това се дължи на черна дупка или нещо друго", обяснява д-р Франческо Д'Еудженио (Francesco D’Eugenio), също от Института по космология на Кавли и съавтор с Лузър на скорошен документ за JADES-GS-z7-01-QU.

Раждането на звезди обикновено започва, когато се сливат облаци от газ. Богатите на газ региони, включително галактиките, са отлични места за раждането на звезди. Данните от JWST за JADES-GS-z7-01-QU показват, че тази млада галактика е преживяла много интензивен период на звездообразуване малко след като е започнала да се формира (след епохата на рейонизацията). В продължение на някъде между 30 и 90 милиона години, е пламнала от звездообразуване. После изведнъж спира.

Това не е изненадващо - въпреки че астрономите не са сигурни защо е спряло. Очевидно горивото ѝ е свършило. Може би свръхмасивна черна дупка в центъра ѝ е погълнала голяма част от наличните "звездни прекурсори" . Бързо движещите се ветрове и струи на черната дупка може също така да са изтласкали голяма част от материала за раждането на звезди напълно извън галактиката. Също така е възможно много бързият темп на формиране на звезди, който е преживяла JADES-GS-z7-01-QU, просто да е изразходвала запасите си. Това не е невъзможно, според Лузър.

"Изглежда всичко се случва по-бързо и по-драматично в ранната вселена и това може да включва преминаването на галактики от фаза на звездообразуване към пасивна или загасена", отбелязва астрономът.

Отговорът

От настоящите данни на JWST не става ясно какво се е случило с тази малка галактика в зората на времето. Астрономите все още изследват данните.

"Не сме сигурни дали някой от тези сценарии може да обясни това, което сега видяхме с Webb", споделя съавторът на доклада, професор Роберто Майолино (Roberto Maiolino).

"Досега, за да разберем ранната Вселена, използвахме модели, базирани на съвременната Вселена. Но сега, когато можем да видим много по-назад във времето и да наблюдаваме, че звездообразуването е замряло толкова бързо в тази галактика, моделите, базирани на съвременната вселена, може да се наложи да бъдат преразгледани."

По време на епохата на рейонизацията светлината от първите звезди вече може да пътува през ранната Вселена. По това време започват да се сглобяват галактики, както и черни дупки. Младата галактика JADES-GS-z7-01-QU преминава през това време през фазата на запалването на звезди и след това спира да образува звезди. Кредит: Paul Geil/Simon Mutch/The University of Melbourne

Това означава повече наблюдения с помощта на JWST.

"Търсим други галактики като тази в ранната вселена, което ще ни помогне да поставим някои ограничения за това как и защо галактиките спират да образуват нови звезди", съобщава Д'Еудженио. "Възможно е галактиките в ранната вселена да "умрат" и след това да избухнат отново към живот – ще ни трябват повече наблюдения, за да ни помогнат да разберем това."

Наблюденията от JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) показват, че JADES-GS-z7-01-QU е преживяла период на силно звездообразуване, продължило от 30 до 90 милиона години. Но около 10 до 20 милиона години преди JWST да наблюдава, образуването на звезди внезапно спира.

Но е възможно спирането на раждането на звезди да е само временно. Може би е било причинено от периодични изтичания на материал за образуването на звезди към междузвездното пространство (задвижвано от черната дупка в ядрото). Други галактики също са били наблюдавани да правят пауза за раждане на звезди, но те са много по-масивни от тази. 

JADES-GS-z7-01-QU е малка галактика, сравнима по маса с Малкия Магеланов облак, един от спътниците на Млечния път.

Спектър на JADES-GS-z7-01-QU от NIRSpec R100. Кредит: Looser et al, 2023

Може би JADES-GS-z7-01-QU ще стартира фабриката за звезди по-късно в нейната история. В такъв случай би трябвало да стане много по-масивна в по-късните епохи от космическата история. И това предоставя интригуваща идея: може би други "угасени" галактики също са си взели почивка, след което са получили масивна инфузия на газ – може би чрез сблъсъци с други галактики – за да създадат по-късни поколения звезди. Бъдещите наблюдения на JWST трябва да разкрият повече от тези галактики и това трябва да позволи на астрономите да изучават по-подробно техните загасени фази.

Справка: Tobias J. Looser et al, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07227-0

Източник: This Galaxy Was Already Dead When the Universe Was Only 700 Million Years Old, Universe Today

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !