Інфрачервоний космічний телескоп “Джеймс Вебб” відшукав найдавнішу спокійну галактику, в якій зупинилося активне зореутворення. Вона існувала, коли Всесвіту було всього 700 мільйонів років, і за масою порівнянна з Малою Магеллановою Хмарою. Стаття опублікована в журналі Nature.
Спокійними галактиками називають системи, в яких припинилося бурхливе зореутворення, що сприяло активному нарощуванню зоряної маси, і зоряне населення галактики поступово старіє. Зазвичай це масивні галактики (понад 10 десятої степені мас Сонця), чисельність яких значно збільшується від червоного зсуву z=2 до поточних часів, проте відомі й маломасивні системи. До нагрівання і відтоку газу з галактики і гасіння зореутворення в ній можуть призвести як процеси всередині галактики, як-от зворотний зв’язок від активного ядра, що містить надмасивну чорну діру, або від зоряного населення, так і зовнішні впливи, наприклад, видалення газу завдяки приливним взаємодіям з іншими галактиками або тиску довкілля під час руху в ній.
У разі маломасивних систем можливий також режим “мінізгасання” зореутворення, коли галактика лише тимчасово (кілька десятків мільйонів років) припиняє активно утворювати зорі, а потім повертається на головну послідовність зореутворення, що пов’язує масу зірок у галактиці та швидкість зореутворення в ній. Основними причинами “мінізгасання” вважаються зворотний зв’язок від зірок, відсутність акреції газу на галактику і взаємодія галактик одна з одною. Однак усі ці ідеї, особливо у випадку маломасивних галактик, потребують перевірки та уточнення спостережними даними за дуже далекими, і, отже, давніми системами, щоб простежити еволюцію галактик за довгий час.
Група астрономів на чолі з Тобіасом Лузером (Tobias J. Looser) з Кембриджського університету повідомила про виявлення найдавнішої спокійної галактики. Нею стала галактика JADES-GS-z7-01-QU, відкрита ще 2010 року як галактика Лайманівського стрибка, проте її властивості були докладно описані тільки зараз, на основі спектроскопічних даних спостережень “Джеймса Вебба” в рамках програми JADES.
Червоний зсув JADES-GS-z7-01-QU становить z=7,3, що відповідає віку Всесвіту в 700 мільйонів років. Її зоряна маса становить (4-6)*10 у восьмій степені мас Сонця, що можна порівняти з карликовими галактиками або з галактикою-супутником Чумацького Шляху Малою Магеллановою Хмарою. Верхня межа швидкості зореутворення становить 0,65 маси Сонця за рік за останні 3-10 мільйонів років, що на 2-3 порядки менше значень для зореутворювальних галактик з головної послідовності в той час.
Вік найстарішої популяції зірок у JADES-GS-z7-01-QU становить 40-150 мільйонів років, а вік наймолодших зірок – 20-50 мільйонів років. Учені припускають, що в період від 10 до 100 мільйонів років тому до моменту спостережень у галактиці мав місце спалах зореутворення, що тривав лише 20-100 мільйонів років. Причинами його згасання міг бути потужний відтік газу з галактики, викликаний зворотним зв’язком від зореутворення або сплеском активності центральної чорної діри. Ці механізми могли лише тимчасово знизити темп зореутворення, доки новий або повторно акційований на галактику газ знову не активізує процес формування зірок, тож JADES-GS-z7-01-QU може перебувати в режимі “мінігасіння”.
Цікаві факти про галактики
- Кількість галактик у Всесвіті: Останні оцінки на основі даних, отриманих з космічного телескопа “Хаббл”, свідчать про те, що у спостережуваному Всесвіті існує близько 2 трильйонів галактик. Це значно більше, ніж попередні оцінки.
- Відкриття Андромеди: Андромеда, одна з найближчих до нас галактик, була відкрита астрономом Абд аль-Рахманом аль-Суфі в 964 році. Вона є видимою неозброєним оком під час ясної ночі.
- Чорні діри в центрах галактик: Більшість, якщо не всі, великі галактики містять у своїх центрах супермасивні чорні діри. Наприклад, у центрі нашої галактики, Чумацького Шляху, знаходиться чорна діра під назвою Стрілець А* з масою приблизно в 4 мільйони разів більшою за масу Сонця.
- Колізії галактик: Галактики не стоять на місці, а перебувають у постійному русі. Іноді вони зіштовхуються та об’єднуються. Така доля очікує Чумацький Шлях та галактику Андромеди приблизно через 4 мільярди років.
- Розміри галактик: Галактики можуть мати дуже різні розміри – від карликових галактик з кількістю зірок у десятки чи сотні тисяч до гігантських галактик з трильйонами зірок. Наприклад, Чумацький Шлях містить близько 100-400 мільярдів зірок.
- Вік галактик: Галактики формуються згодом після Великого Вибуху, який стався приблизно 13.8 мільярда років тому. Найдавніші галактики, які ми можемо спостерігати, формувалися менш ніж через мільярд років після цієї події.
- Типи галактик: Галактики класифікують за їх формою на кілька основних типів: спіральні, еліптичні, неправильні, та лінзоподібні. Спіральні галактики, такі як Чумацький Шлях, мають виразні спіральні рукава, в той час як еліптичні галактики більш кулясті та містять старіші зірки