Некоторые галактики в ранней Вселенной были настоящими фабриками звезд, производя их с такой скоростью, которая затмевает скромные показатели нашего Млечного Пути. Эти «галактики-монстры», скрытые в облаках пыли 10–12 миллиардов лет назад, считаются предками современных гигантских эллиптических галактик. Однако что именно заставляло их расти так стремительно, долгое время оставалось загадкой. Японские астрономы, похоже, нашли ответ — и он оказался очень неожиданным.
Рета Икеда и его коллеги из Национальной астрономической обсерватории Японии использовали два самых мощных инструмента современной астрономии: радиотелескоп ALMA и космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST). Наблюдая три галактики-монстра в созвездии Секстанта, они впервые смогли сравнить, где звезды формируются сейчас и где они уже сформировались в прошлом, с одинаково высоким разрешением. Точность наблюдений оказалась настолько высокой, что ученые смогли рассмотреть структуры размером всего несколько тысяч световых лет в галактиках, удаленных от нас на миллиарды световых лет.
ALMA превосходно обнаруживает текущее звездообразование, скрытое за плотными завесами пыли, тогда как «Джеймс Уэбб» отслеживает распределение уже существующих звезд. Наложив эти дополняющие друг друга изображения, ученые обнаружили, что три галактики имеют совершенно разную архитектуру.
В галактике AzTEC-1 звездообразование оказалось распространено по всей системе, в то время как уже существующие звезды плотно сконцентрированы в центре. Такая картина указывает на крупное столкновение двух больших галактик, которое направило газ к центру и вызвало мощную вспышку звездообразования.
У галактики AzTEC-4 телескоп ALMA увидел изящные спиральные рукава активного звездообразования, при этом JWST обнаружил гладкий звездный диск без выраженной спиральной структуры. Эта комбинация указывает не на внешний толчок, а на спонтанное звездообразование, вызванное собственной гравитационной нестабильностью галактики.
В галактике AzTEC-8 ученые увидели третий сценарий: процессы звездообразования компактно сосредоточены вблизи центра, тогда как звезды распределены гораздо шире и образуют массивные скопления. Это говорит о столкновении с меньшей галактикой-компаньоном, которая доставила свежий газ в центр, запустив звездообразование без масштабного разрушения.
Открытие опровергает прежнее предположение о том, что все галактики-монстры росли одинаково. Оказывается, к стремительному росту в ранней Вселенной вели разные пути. Теперь астрономы собираются значительно расширить выборку, чтобы статистически изучить это разнообразие.
Ранее ученые разгадали загадку пропажи звезд-гигантов в центре Галактики.
