|
Звездные перемычки нарушают все правила
|
|
|
|
Астрономы, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), обнаружили звездную перемычку в GN20, массивной галактике, наблюдаемой всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Новая статья была отправлена на препринт-сервер arXiv 14 мая.
|
|
|
|
Звездные перемычки — это вытянутые скопления звезд, пересекающие центр галактики и вращающиеся как единое целое. Вращаясь, они действуют как воронка и притягивают газ внутрь к ядру галактики, что может вызвать интенсивное звездообразование, питать центральную черную дыру и формировать плотное ядро. В ближайшей Вселенной перемычки распространены. Даже в Млечном Пути есть одна.
|
|
|
|
Но считается, что формирование звездной перемычки происходит медленно, в течение миллиардов лет. Ранние галактики также были значительно богаты газом, и считалось, что газ подавляет или задерживает формирование перемычек. Поэтому, когда телескоп JWST обнаружил звёздные перемычки в первые 2 миллиарда лет после Большого взрыва, это бросило вызов ожиданиям, основанным на стандартной модели.
|
|
|
|
Именно в этом контексте астрономы во главе с Лейндертом А. Бугардом из Лейденского университета в новом исследовании изучили GN20, массивную, богатую газом галактику с красным смещением 4. GN20 — далёкая, тусклая и окутанная пылью галактика. Тем не менее, среднеинфракрасный инструмент и ближнеинфракрасная камера телескопа JWST сделали пыль прозрачной и выявили её внутреннюю структуру.
|
|
Вопреки всем ожиданиям
|
|
|
|
Измерение того, как яркость света галактики растягивается и вращается от центра к периферии — также известное как изофотальный анализ — выявило чёткую структуру перемычки, простирающуюся на семь килопарсеков от одного конца до другого.
|
|
|
|
|
|
|
Совершенно отдельный математический анализ светового рисунка подтвердил это независимо. Эта структура также совпадает с полосообразной структурой, обнаруженной в пыли с помощью другого телескопа, Северного расширенного миллиметрового массива (NOEMA).
|
|
|
|
Это открытие примечательно, поскольку, согласно теориям, технически оно не должно существовать по трем причинам. Обычно образующиеся полосы настолько прочны, что разрушаются под собственным весом. Даже если одна из них сохранится, её рост до семи килопарсеков должен занять миллиарды лет, а обилие газа должно было бы замедлить или остановить её образование.
|
|
|
|
«Наши новые результаты показывают, что все три этих препятствия могут быть преодолены одним фактором, непосредственно выявленным в ходе наблюдений: наличием сильно турбулентного газа во внутренней части диска с высокой долей газа», — пишут исследователи в статье.
|
|
|
|
Однако исследователи отмечают некоторые неопределенности: оценка звездной массы полос и ядерных областей осложняется экстремальным количеством пыли в галактике, а для некоторых измерений потребуются более точные данные. Однако, по их словам, ничто из этого не меняет главного вывода статьи — GN20 — это богатая газом система, и звёздная перемычка реальна.
|
|
Запуск процесса
|
|
|
|
Наблюдения также показывают, где сосредоточено звёздообразование. Там, где перемычка соприкасается с внешним диском на юге, газ накапливается и воспламеняет очаг интенсивного звёздообразования. В центре перемычка затягивает материал внутрь, подпитывая ядерный звёздный взрыв и, возможно, питая сверхмассивную чёрную дыру — вероятно, основной фактор, обуславливающий необычайно высокую скорость звёздообразования в GN20, превышающую 1000 солнечных масс в год.
|
|
|
|
«Часть этой высокой скорости звёздообразования, вероятно, обусловлена тем, что перемычка направляет газ и пыль в центр, где она запускает интенсивный ядерный звёздный взрыв в богатом газом диске и подпитывает потенциальное активное галактическое ядро», — объясняет команда.
|
|
|
|
В таком случае галактики, подобные GN20, могут быть не просто фазой в эволюции галактики. Скорость звездообразования, обусловленная наличием перемычек, может объяснить еще одну загадку Вселенной.
|
|
|
|
Как только газ, способствующий звездообразованию, исчерпывается, галактика перестает формировать новые звезды и затихает. Это может быть недостающим звеном, объясняющим, как массивные, мертвые эллиптические галактики, наблюдаемые в современной Вселенной, стали такими, и почему некоторые из них, по-видимому, так рано прекратили свою активность.
|
|
|
|
Источник
|
