Телескоп Чандра нашёл очень одинокую галактику
Рентгеновская обсерватория НАСА «Чандра» и Международная обсерватория «Джемини» разглядели далёкую и одинокую галактику, которая, судя по всему, втянула и поглотила все свои бывшие галактики-компаньоны. Это наблюдение может пролить свет на то, как быстро росли галактики в ранней Вселенной. Новое исследование было опубликовано в январском номере журнала The Astrophysical Journal за 2023 год.
Необычно одинокая галактика расположена на расстоянии около 9,2 миллиарда световых лет от Земли и содержит квазар — сверхмассивную чёрную дыру, втягивающую газ в центре галактики и выбрасывающую мощные джеты (струи материи), видимые в радиоволновом диапазоне. У окружения этой галактики 3C 297 есть черты, характерные для скопления галактик. Однако 3C 297 стоит особняком.
«Похоже, что мы нашли скопление галактик, в котором отсутствуют почти все галактики», — сказала Валентина Миссалья из Университета Турина в Италии, возглавлявшая исследование. «Мы ожидали увидеть, по крайней мере, дюжину галактик размером с Млечный Путь, но видим только одну».
Миссалья с коллегами увидели два ключевых признака скопления галактик в рентгеновских данных «Чандры». Во-первых, рентгеновские данные показывают, что одинокая галактика окружена большим количеством газа с температурой в десятки миллионов градусов — то, что обычно наблюдается в скоплениях галактик.
Во-вторых, джет сверхмассивной чёрной дыры создал интенсивный источник рентгеновского излучения, протянувшийся на 140 000 световых лет. А это значит, джет проник в газ, окружающий галактику. Третья особенность галактических скоплений, которой обладает 3C 297 — один из радиоджетов изогнута, что означает, что он взаимодействует с окружающей средой.
Несмотря на наличие этих важных признаков галактического кластера, данные, полученные командой Миссальи с обсерватории Gemini на Гавайях, показали, что ни одна из 19 галактик, которые расположены близко к 3C 297 на небосводе (на оптическом изображении Gemini), на самом деле находятся далеко от неё.
«Вопрос в том, что случилось со всеми этими исчезнувшими галактиками? — пишет соавтор исследования Хуан Мадрид из Техасского университета в Рио-Гранде-Вэлли. — Мы думаем, что гравитационное притяжение одной большой галактики в сочетании с взаимодействием всех галактик было слишком сильным, и все они в итоге слились с большой галактикой. Для этих галактик, очевидно, сопротивление было бесполезным».
Исследователи считают, что 3C 297 — это уже не скопление галактик, а «ископаемая группа». Это конечная стадия слияния галактик воедино. Хотя многие другие ископаемые группы были обнаружены ранее, эта группа оказалась особенно далёкой от нас — 9,2 миллиарда световых лет. (Предыдущие рекордсмены по ископаемым группам находились на расстояниях 4,9 и 7,9 миллиардов световых лет).
«Будет сложно объяснить, как Вселенная может создать такую систему всего через 4,6 миллиарда лет после большого взрыва, — сказал соавтор исследования Миша Ширмер из Института астрономии Макса Планка. — Это не ломает наши представления о космологии, но начинает расширять границы представлений о том, как быстро должны были образоваться галактики и скопления галактик».
Авторы не исключают наличия карликовых галактик вокруг 3C 297, но их присутствие все равно не объясняет отсутствие более крупных галактик, таких как Млечный Путь. Ближайшие примеры — M87 в скоплении Девы, у которой миллиарды лет были крупные галактические компаньоны.
