Астрономы обнаружили невозможную первобытную галактику

Изначально учёные разглядели лишь красную точку на одном из снимков «Гершеля». Позднее с помощью наземных телескопов она была идентифицирована как галактика HFLS3 – самая дальняя из себе подобных (фото и иллюстрация ESA/Herschel/HerMES/IRAM/GTC/W.M. Keck Observatory)

 

 

Галактика HFLS3 — самая далёкая из всех открытых человеком. Она находится в 13 миллиардах световых лет от нас. Это означает, что вспышки звёздообразования в этой галактике происходили, когда нашей Вселенной было всего 880 миллионов лет. Группа астрономов наблюдала за этой далёкой системой при помощи телескопа «Гершель» (Herschel Space Telescope) Европейского космического агентства.

Особенность галактик со вспышкой звёздообразования заключается в том, что они являются настоящими заводами по массовому производству звёзд, которые появляются на свет с очень большой скоростью. Учёные не думали, что формирование звёзд могло происходить настолько рано в истории Вселенной (HFLS3 обманула ожидания учёных на целый миллиард лет!).

Ведущий автор исследования астроном из Корнелльского университета Доминик Ричерс (Dominik Riechers) говорит: «Галактика HFLS3 является крайностью практически во всех аспектах своего существования: она не только самая молодая из всех, что были обнаружены человеком, но и самая мощная по звёздообразованию даже среди тех, что появились позднее».

Эта удивительная галактика не превышает размерами нашу — Млечный Путь, но общая масса ежегодно рождающихся в HFLS3 звёзд эквивалентна массе 2900 Солнц. Получается, что в этой галактике новые звёзды появляются в 2000 раз быстрее, чем в Млечном Пути.

Необычайно яркая и мощная галактика расположена почти на границе Вселенной и со всех сторон окружена пылью. Тем не менее, яркость её свечения в инфракрасном диапазоне равна яркости 30 триллионов Солнц. Для астрономов этот факт стал подсказкой: такое мощное сияние могло происходить только вследствие звёздообразования. Поэтому они сделали вывод, что их находка — это массивная галактика со вспышкой звёздообразования.

Ричерса и его команду ждал ещё один интересный сюрприз: спектроскопические измерения показали, что у HFLS3 очень разнообразный химический состав, близкий к составу таких же современных галактик. Ранее считалось, что тяжёлые элементы, такие как углерод и железо, не могли образоваться в первый миллиард лет жизни Вселенной.

Так выглядит звёздообразующая галактика HFLS3 в представлении художника (иллюстрация C. Carreau/ESA).

 

«Присутствие тяжёлых элементов в галактике HFLS3 означает, что она функционировала уже довольно продолжительное количество времени, прежде чем мы её увидели. Звёзды уже успели родиться и взорваться, выбросив в межзвёздное пространство пыль из углерода и железа», — объясняет Ричерс.

Принято считать, что галактики со вспышкой звёздообразования отвечают за производство звёзд, которые потом образуют современные массивные галактики. Опыт HFLS3 показал, что такие процессы происходили во Вселенной намного раньше, чем думали астрономы.

Ричерс и его команда пришли к выводу, что массивные звёздные скопления могли образовываться и ранее, чем спустя миллиард лет после Большого взрыва. Такие звёздные «заводы», как HFLS3 производят достаточное количество газа, чтобы запустить этот процесс.

Крис Карилли (Chris Carilli) из Национально радиоастрономической обсерватории США (NRAO) говорит, что открытие Ричерса и его коллег объясняет, почему мы сегодня наблюдаем некоторые очень старые звёзды в эллиптических галактиках.

«Всё потому, что они образовались очень давно. Раньше, чем мы думали. Функционирование отдалённых звёздообразующих галактик является причиной возникновения современных эллиптических скоплений звёздных систем. Можно сказать, что HFLS3 является прародителем современных массивных звёздных и галактических кластеров», — говорит Карилли.