|
Ошеломляющее слияние квазара и галактики
|
|
|
|
Международная исследовательская группа, возглавляемая Итальянским национальным институтом астрофизики (INAF) и состоящая из 34 исследовательских институтов и университетов по всему миру, использовала спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec), установленный на борту космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), чтобы наблюдать драматическое взаимодействие между квазаром внутри системы PJ308–21 и двумя массивными спутниками галактики в далекой Вселенной.
|
|
|
|
Наблюдения, сделанные в сентябре 2022 года, позволили выявить беспрецедентные и впечатляющие детали, позволяющие по-новому взглянуть на рост галактик в ранней Вселенной. Результаты, представленные 5 июля на заседании Европейского астрономического общества (EAS 2024) в Падуе (Италия), вскоре будут опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
|
|
|
|
Наблюдения этого квазара (уже описанного теми же авторами в другом исследовании, опубликованном в мае прошлого года), одного из первых, изученных с помощью NIRSpec, когда Вселенной было менее миллиарда лет (красное смещение z = 6,2342), позволили получить данные сенсационного качества: прибор "запечатлел" спектр квазара с помощью погрешность составляет менее 1% на пиксель.
|
|
|
Галактика–хозяин PJ308-21 демонстрирует высокую металличность и условия фотоионизации, типичные для активного ядра галактики (AGN), в то время как одна из галактик-спутников демонстрирует низкую металличность (что относится к обилию химических элементов тяжелее водорода и гелия) и фотоионизацию, вызванную звездообразованием; более высокая металличность характерна для второй галактики. галактика-спутник, которая частично фотоионизируется квазаром.
|
|
|
|
Это открытие позволило астрономам определить массу сверхмассивной черной дыры в центре системы (около 2 миллиардов масс Солнца). Это также подтвердило, что как квазар, так и окружающие его галактики отличаются высокой степенью обогащения массой и металлами и постоянно растут.
|
|
|
|
Это имеет огромное значение для нашего понимания космической истории и химической эволюции галактик, подчеркивая преобразующее воздействие этого исследования.
|
|
|
|
Роберто Декарли, исследователь из INAF в Болонье и первый автор статьи, объясняет: "Наше исследование показывает, что как черные дыры в центрах квазаров с высоким красным смещением, так и галактики, в которых они находятся, подвергаются чрезвычайно эффективному и бурному росту уже в течение первого миллиарда лет космической истории, чему способствует богатая галактическая среда, в которой формируются эти источники."
|
|
|
|
Данные были получены в сентябре 2022 года в рамках программы 1554, одного из девяти итальянских проектов первого цикла наблюдений JWST. Декарли руководит этой программой по наблюдению за слиянием галактики, в которой находится квазар (PJ308-21), и двух ее галактик-спутников.
|
|
|
|
Наблюдения проводились в режиме спектроскопии интегрального поля: для каждого пикселя изображения можно наблюдать спектр всего оптического диапазона (в исходном кадре), смещенный в инфракрасную область из-за расширения Вселенной. Это позволяет изучать различные газовые индикаторы (линии выбросов) с использованием трехмерного подхода.
|
|
|
|
Благодаря этому методу команда, возглавляемая INAF, обнаружила пространственно протяженные излучения различных элементов, которые были использованы для изучения свойств ионизированной межзвездной среды, включая источник и жесткость поля фотоионизирующего излучения, металличность, затемнение пылью, электронную плотность и температуру, а также скорость звездообразования.
|
|
|
|
Кроме того, исследователи незначительно зафиксировали излучение звездного света, связанное с сопутствующими источниками.
|
|
|
|
Федерика Лоиаконо (Federica Loiacono), астрофизик, научный сотрудник и постдок, работающий в INAF, говорит: "Благодаря NIRSpec мы впервые можем изучать в системе PJ308-21 оптический диапазон, богатый ценными диагностическими данными о свойствах газа вблизи черной дыры в галактике, в которой находится квазар, и в галактике, в которой находится квазар. окружающие галактики.
|
|
|
|
"Мы можем увидеть, например, излучение атомов водорода и сравнить его с химическими элементами, производимыми звездами, чтобы установить, насколько богат металлами газ в галактиках.
|
|
|
|
"Опыт сокращения и калибровки этих данных, которые одними из первых были получены с помощью NIRSpec в режиме интегральной полевой спектроскопии, обеспечил итальянскому сообществу стратегическое преимущество в управлении аналогичными данными из других программ". Лоиаконо является итальянским контактным лицом по вопросам сокращения объема данных NIRSpec в Центре поддержки INAF JWST.
|
|
|
|
Она добавляет: "Благодаря чувствительности космического телескопа Джеймса Уэбба в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах стало возможным изучить спектр квазара и галактик-компаньонов с беспрецедентной точностью в отдаленной Вселенной. Только превосходный "обзор", предлагаемый JWST, с его непревзойденными возможностями, может обеспечить эти наблюдения".
|
|
|
|
Работа представляла собой настоящие "эмоциональные американские горки", - продолжает Декарли, - с необходимостью разработки инновационных решений для преодоления первоначальных трудностей с сокращением объема данных".
|
|
|
|
Такое преобразующее воздействие бортовых приборов космического телескопа Джеймса Уэбба подчеркивает его решающую роль в продвижении астрофизических исследований.
|
|
|
|
"Еще пару лет назад данные об обогащении металлами (необходимые для понимания химической эволюции галактик) были практически недоступны для нас, особенно на таких расстояниях. Теперь мы можем детально отобразить их всего за несколько часов наблюдений, даже в галактиках, которые наблюдались, когда Вселенная была в зачаточном состоянии", - заключает Декарли.
|
|
|
|
Источник
|
