Обнаружена галактика с рекордным звездообразованием, не соответствующая теории слияний
Некоторые галактики Вселенной переживают быстрое звездообразование, в сотни или даже тысячи раз превышающее темпы Млечного Пути. Астрономы традиционно связывают эту особенность с процессами слияния галактик, которые были более распространены в ранней Вселенной. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, показывает, что для объяснения этого феномена слияния не требуются.
Речь идет о гиперярких инфракрасных галактиках (HyLIRG) — самых редких и экстремальных типах галактик со вспышками звездообразования. Они излучают большую часть своей энергии в инфракрасном диапазоне и встречаются только в древней Вселенной. Одна из таких галактик, PJ0116–24, в 10 000 раз ярче Млечного Пути в инфракрасном диапазоне. Вместо ожидаемого хаотического слияния исследователи обнаружили организованное вращающееся кольцо газа, которое, по их мнению, отвечает за обильное звездообразование в галактике.
PJ0116–24 находится на расстоянии около 16 миллиардов световых лет от нас, и свет, который мы видим, был испущен около 10,5 миллиардов лет назад. Чтобы рассмотреть галактику на таком расстоянии, астрономы использовали гравитационное линзирование, которое не только увеличило галактику, но и создало так называемое Кольцо Эйнштейна.
Это изображение из исследования показывает, как гравитационное линзирование создало кольцо Эйнштейна. Источник: Liu et al. 2024.Исследователи использовали Очень Большой Телескоп (VLT) и массив ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) для наблюдения за галактикой. Объединив данные с обоих телескопов, астрономы обнаружили организованное кольцо вращающегося газа, что противоречит теории о слияниях, поскольку в таком случае морфология галактики была бы гораздо более хаотичной.
PJ0116–24 была идентифицирована в ходе проекта Planck All-Sky Survey для анализа гравитационно-линзированных экстремальных вспышек звездообразования (PASSAGES). Эта галактика является самой яркой из обнаруженных в южном небе и имеет скорость звездообразования (SFR) 1490 солнечных масс в год, что близко к максимальному теоретически возможному значению.
«В отличие от почти всех других экстремальных HyLIRG, которые представляют собой крупные слияния, PJ0116–24 не имеет очевидных массивных компаньонов или нарушенной кинематики, которые могли бы служить доказательством крупных слияний», — объясняют авторы в своей статье.
Галактика также показывает гораздо более высокую металличность, чем другие в ранней Вселенной. «Эта диагностика указывает на солнечную и сверхсолнечную металличность. Это намного выше, чем в галактиках без звездообразования при тех же красных смещениях», — пишут авторы.
Амит Вишвас, постдок в Корнеллском центре астрофизики и планетарных наук и соавтор исследования, считает, что эти новые наблюдения помогают астрономам построить более точную картину эволюции галактик. «Я считаю, что эти новые наблюдения помогают нам построить аргумент в пользу того, как галактики развиваются и формируются — эффективно преобразуя газ в звёзды в быстрых скачках роста, разделённых длительными периодами относительного спокойствия», — сказал Вишвас.
«Надёжное подтверждение того, что PJ0116–24 является HyLIRG, полученное в ходе этой работы, является ключевым доказательством того, что вековая эволюция, то есть без недавних крупных слияний, может быть ответственна за максимальное звездообразование во Вселенной», — заключают авторы в своей работе.
© iXBT
