«Джеймс Уэбб» застал рождение гигантской галактики: шесть галактик собираются в одну

Телескоп «Джеймс Уэбб» помог астрономам заглянуть в эпоху, когда Вселенной было всего около 1,2 млрд лет. Он обнаружил редкую картину: шесть молодых галактик находятся в предельно стесненном пространстве и, по всей видимости, постепенно собираются в одну гораздо более крупную конструкцию.

Объект получил обозначение SCGG-z5. Все шесть его компонентов удалось подтвердить спектроскопически: исследователи определили, что галактики действительно находятся на сопоставимом расстоянии, а не случайно оказались на одной линии зрения. Их общая «стройплощадка» раскинулась примерно на 16 килопарсеков, или 52 тыс. световых лет. Для сравнения: это половина диаметра Млечного Пути.

Исследование ученых под руководством Роналду Лаишрама из Национальной астрономической обсерватории Японии опубликовано как препринт на портале arXiv. Наблюдения проводились с помощью глубоких снимков и бесщелевой спектроскопии JWST в рамках обзора SAPPHIRES (Slitless Areal Pure-Parallel HIgh-Redshift Emission Survey).

Когда соседи не живут, а толкаются

SCGG-z5 выглядит далеко не как спокойный космический квартал. Все шесть галактик имеют нарушенные, неправильные формы — характерный признак сильных гравитационных взаимодействий. Их скорости относительно друг друга настолько велики, что отдельные участники системы могут совершать сближения примерно раз в 14 млн лет — по меркам космологии это очень короткий срок.

Иными словами, перед астрономами не готовый галактический «дом», а скорее очень бурная стройка, где стены ездят туда-сюда, а соседи периодически пытаются занять чужой участок. Невольно напрашивается аналогия с известными телевизионными  реалити-шоу.

У трех галактик темп образования звезд находится на уровне или выше ожидаемого для столь ранней эпохи. Одна из них производит новые светила особенно активно. Карты звездообразования также показывают, что газ в некоторых галактиках постепенно стекает к центрам, формируя сценарий так называемого роста «изнутри наружу».

У самой массивной галактики картина обратная: центральная область выглядит относительно спокойной, тогда как на окраинах звезды рождаются активнее. Это важная деталь: даже в одной компактной группе галактики могут развиваться по разным сценариям.

Через 400 млн лет здесь будет город-сад

Сопоставление наблюдений с космологической симуляцией EAGLE показывает: примерно через 400 млн лет шесть галактик могут полностью слиться. В дальнейшем образовавшаяся система продолжит набирать вес и потенциально способна вырасти до звездной массы, эквивалентной примерно 100 млрд солнц (10¹¹ M_⊙).

По оценке исследователей, весь путь — от начала активного звездообразования до окончательного объединения — может занимать около 800 млн лет. Для человеческой истории это почти вечность, а для ранней Вселенной — «стахановский» космический монтаж.

Открытие важно потому, что дает возможность проверить иерархическую модель формирования галактик: согласно ей, крупные системы растут постепенно, поглощая и объединяя более мелких соседей. SCGG-z5 может быть редким снимком такого процесса в самом разгаре.

Следующий шаг для ученых — изучить движение и состав газа внутри системы, в том числе с помощью JWST и радиотелескопа ALMA. Это поможет понять, действительно ли именно гравитационные взаимодействия запускают столь разные сценарии развития шести галактик.

Исследование особенно интересно на фоне других открытий JWST. Телескоп уже находил необычно массивные черные дыры в маленьких ранних галактиках и объекты, которые могут оказаться предшественниками так называемых «маленьких красных точек». Подробнее о таких аномально крупных черных дырах в ранней Вселенной писал и Hi-Tech Mail. О том, как JWST наблюдает формирование подобных необычных объектов, можно прочитать в этом материале. А о возможной связи «маленьких красных точек» и шаровых скоплений мы рассказали тут.