Інфрачервоний космічний телескоп “Джеймс Вебб” дослідив масивний квазар PJ308-21, що зливається з двома галактиками, які існували 890 мільйонів років після Великого Вибуху, демонструючи процеси зростання і хімічного збагачення у ранньому Всесвіті.
Квазар PJ308-21 та його батьківські галактики є одними з наймасивніших систем, що існували в перший мільярд років після Великого Вибуху. Ці галактики мають активні надмасивні чорні діри та великі запаси молекулярного газу. Висока кількість пилу вказує на хімічне збагачення середовища в результаті еволюції кількох поколінь зірок. Проте дослідження властивостей нейтрального та іонізованого газу в таких віддалених галактиках залишається обмеженим.
Команда астрономів під керівництвом Роберто Декарлі з Національного інституту астрофізики в Болоньї провела спектроскопічні спостереження за допомогою інструменту NIRSpec “Джеймса Вебба”. Вони вивчали розподіл і рух газу в системі PJ308-21, відстежуючи лінії іонізованого кисню, сірки, гелію, вуглецю та водню.
Квазар PJ308-21 був виявлений у 2016 році за даними оптичного огляду неба Pan-STARRS, а подальші спостереження телескопів ALMA і “Габбл” підтвердили його складну структуру. Дані “Джеймса Вебба” виявили п’ять компонентів системи: батьківська галактика квазара, дві галактики-компаньйони, мостоподібна структура та відтік іонізованого газу.
Батьківська галактика квазара виявилася дуже масивною, з масою понад 10?? мас Сонця, запиленою та іонізованою випромінюванням від активного ядра. Дві галактики-компаньйони мають різні властивості: західна галактика менш металічна та має меншу зоряну масу порівняно зі східною, яка є старішою і запиленою. Це вказує на різну еволюційну історію галактик.
Спостереження показали, що галактики-компаньйони вже пройшли значну еволюцію, а їхнє злиття з квазаром підтверджує гіпотезу, що формування батьківських галактик квазарів у ранньому Всесвіті відбувалося в ядрах щільних груп галактик. Це відкриває нові перспективи для розуміння процесів формування та еволюції галактик у перші мільярди років після Великого Вибуху.