Раскалённая колыбель звёзд: открытие самой далёкой «звёздной фабрики» ранней Вселенной
Астрономы обнаружили раскалённую «звёздную фабрику», которая существовала всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва. Эта галактика, получившая обозначение Y1, производит звёзды с феноменальной скоростью, в 180 раз превышающей темпы звездообразования в нашем Млечном Пути. Открытие такого экстремального и ранее неизвестного региона рождения звёзд может помочь учёным объяснить, как галактики так быстро росли в юной Вселенной.
Природу Y1 удалось раскрыть, измерив температуру её перегретой космической пыли. Используя массив радиотелескопов ALMA (Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решётка) в Чили, исследователи проанализировали свет, который шёл до Земли 13 миллиардов лет.
Учёные заявляют, что это открыло ранее скрытую эпоху космической истории. «Мы заглядываем в то время, когда Вселенная создавала звёзды гораздо быстрее, чем сегодня», — пояснил в заявлении руководитель исследования Том Бакс из Технологического университета Чалмерса (Швеция). «Предыдущие наблюдения показали наличие пыли в этой галактике, что сделало её самым далёким объектом, где мы напрямую обнаружили свет от раскалённой пыли. Это заставило нас предположить, что в этой галактике работает иной, перегретый тип звёздной фабрики. Чтобы убедиться в этом, мы решили измерить её температуру».
Это исследование — часть продолжающихся усилий астрономов по изучению условий, в которых сформировалось первое поколение звёзд, известных как «звёзды Населения III». Считается, что эти условия кардинально отличались от тех, в которых рождались современные звёзды, подобные нашему Солнцу (звёзды Населения I).
Благодаря чувствительности ALMA и её инструменту Band 9, настроенному на определённую длину волны, команда смогла определить, что пыль в галактике Y1 раскалена до температуры около –180 °C.
«Конечно, эта температура кажется низкой по сравнению с домашней пылью, но она гораздо выше, чем в любой другой comparable галактике, которую мы видели», — отметил член команды Ёити Тамура из Университета Нагои (Япония). «Это подтвердило, что перед нами действительно экстремальная звёздная фабрика. Хотя мы видим такую галактику впервые, мы полагаем, что их может быть гораздо больше. Подобные „фабрики“ вроде Y1 могли быть обычным явлением в ранней Вселенной».
Хотя Y1, которую мы видим 13 миллиардов лет назад, производит звёзды и растёт с невероятной скоростью — около 180 солнечных масс в год, — этот период «звёздного бума» не мог длиться вечно, по крайней мере, по космологическим меркам. Учёные теоретизируют, что такие вспышки звездообразования могли быть обычным делом для молодых галактик, но пока скрыты от нашего взора.
Дальнейшее изучение Y1 может помочь разгадать одну из загадок ранней Вселенной. Предыдущие исследования показывали, что primordial галактики содержат больше пыли, чем могли произвести их старые звёзды. Относительно высокая температура Y1 предлагает возможное решение: большое количество пыли может быть иллюзией.
«Галактики в ранней Вселенной кажутся слишком молодыми для того количества пыли, которое в них содержится. Это странно, ведь у них ещё нет достаточного количества старых звёзд, вокруг которых и образуется большая часть пыли», — говорит участница исследования Лаура Соммовиго из Института Флэтайрон и Колумбийского университета. «Но небольшое количество тёплой пыли может светиться так же ярко, как и огромные массы холодной пыли — именно это мы и наблюдаем в Y1. Несмотря на свою молодость и небогатый состав тяжёлых элементов, та пыль, что у них есть, является одновременно горячей и яркой».
Взгляд в будущее:
«Мы не знаем, насколько распространены были такие фазы в ранней Вселенной, поэтому в будущем мы планируем найти больше примеров подобных звёздных фабрик», — поделился планами Том Бакс. — «Мы также намерены использовать высокое разрешение ALMA, чтобы детальнее изучить внутренние процессы в этой галактике».
Таким образом, галактика Y1 служит уникальным окном в бурную юность космоса, где процессы звездообразования протекали с невиданной в современную эпоху интенсивностью, открывая новые горизонты для понимания эволюции галактик.
