На 247-м собрании Американского астрономического общества в Финиксе группа исследователей представила результаты анализа архивных данных космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST). Ученые идентифицировали девять странных космических объектов, которые не поддаются классификации на основе существующих научных моделей. Из-за своей необычной природы эта новая категория получила название «галактики-утконосы». Результаты исследования, возглавляемого астрономами из Университета Миссури, уже доступны в виде препринта на портале arXiv.
Название для этих объектов придумал Хаоцзин Янь, астроном и руководитель исследовательской группы. Аналогия с утконосом — редким яйцекладущим млекопитающим, сочетающим генетические черты птиц, рептилий и зверей, — была выбрана не случайно. Обнаруженные галактики обладают набором характеристик, которые теоретически не должны встречаться одновременно. Как отметил Янь: «Вам кажется, что эти вещи не могут существовать вместе, но вот они прямо перед вами, и это неоспоримо».
Физические атрибуты «галактик-утконосов» вызывают множество вопросов. Они маленькие и компактные, но при этом на изображениях не выглядят как «точки», что характерно для типичных галактик со сверхмассивными черными дырами. Кроме того, их светимость недостаточно высока, чтобы классифицировать их как квазары — огромные черные дыры, которые ярко светятся за счет аккреции вещества.
Главная аномалия кроется в спектральном анализе. Типичные квазары демонстрируют линии излучения, напоминающие «холмы», что указывает на быстрый газ, циркулирующий вокруг сверхмассивной черной дыры. Однако у «галактик-утконосов» спектры узкие и резкие, что свидетельствует о гораздо более медленном движении газа. Здесь возникает парадокс черной дыры: узкие спектры обычно указывают на наличие сверхмассивной черной дыры, но визуальные данные (отсутствие точечной структуры) этому противоречат.
В попытке объяснить феномен ученые выдвинули гипотезу, что это может быть новый, ранее неизвестный тип звездообразующих галактик из ранней Вселенной. Если эта теория верна, то обнаруженные объекты могут быть «галактиками — строительными блоками». Это предполагает, что галактики могут формироваться «тихим способом», прежде чем начнутся хаотичные слияния, что бросает вызов текущему пониманию начальных этапов галактической эволюции.
Однако и эта гипотеза имеет слабые места. Хотя спектры низкого разрешения соответствуют теории звездообразования, сами галактики странно крошечные. Телескоп «Джеймс Уэбб», запущенный в 2021 году и рассчитанный еще минимум на 15 лет работы, обладает достаточной разрешающей способностью, чтобы показать больше деталей на таком расстоянии, но объекты остаются необъяснимо компактными.
В работе над исследованием также принимал участие Банчжэн Сунь, аспирант и соисследователь из Университета Миссури. Команда подчеркивает, что для подтверждения любых теорий требуется больше галактических образцов. Текущие данные показывают лишь наличие аномалии, но не дают окончательного ответа о природе этих объектов.
Это открытие встает в один ряд с другими недавними аномалиями, зафиксированными JWST. Среди них — массивная группа древних галактик, которые были «слишком горячими для существования», свидетельства того, что галактики ранней Вселенной были более хаотичными, чем считалось ранее, а также загадочный объект, который может оказаться самой ранней известной галактикой. Каждый новый массив данных заставляет астрофизиков пересматривать устоявшиеся модели космологии.
Изображение носит иллюстративный характер
Название для этих объектов придумал Хаоцзин Янь, астроном и руководитель исследовательской группы. Аналогия с утконосом — редким яйцекладущим млекопитающим, сочетающим генетические черты птиц, рептилий и зверей, — была выбрана не случайно. Обнаруженные галактики обладают набором характеристик, которые теоретически не должны встречаться одновременно. Как отметил Янь: «Вам кажется, что эти вещи не могут существовать вместе, но вот они прямо перед вами, и это неоспоримо».
Физические атрибуты «галактик-утконосов» вызывают множество вопросов. Они маленькие и компактные, но при этом на изображениях не выглядят как «точки», что характерно для типичных галактик со сверхмассивными черными дырами. Кроме того, их светимость недостаточно высока, чтобы классифицировать их как квазары — огромные черные дыры, которые ярко светятся за счет аккреции вещества.
Главная аномалия кроется в спектральном анализе. Типичные квазары демонстрируют линии излучения, напоминающие «холмы», что указывает на быстрый газ, циркулирующий вокруг сверхмассивной черной дыры. Однако у «галактик-утконосов» спектры узкие и резкие, что свидетельствует о гораздо более медленном движении газа. Здесь возникает парадокс черной дыры: узкие спектры обычно указывают на наличие сверхмассивной черной дыры, но визуальные данные (отсутствие точечной структуры) этому противоречат.
В попытке объяснить феномен ученые выдвинули гипотезу, что это может быть новый, ранее неизвестный тип звездообразующих галактик из ранней Вселенной. Если эта теория верна, то обнаруженные объекты могут быть «галактиками — строительными блоками». Это предполагает, что галактики могут формироваться «тихим способом», прежде чем начнутся хаотичные слияния, что бросает вызов текущему пониманию начальных этапов галактической эволюции.
Однако и эта гипотеза имеет слабые места. Хотя спектры низкого разрешения соответствуют теории звездообразования, сами галактики странно крошечные. Телескоп «Джеймс Уэбб», запущенный в 2021 году и рассчитанный еще минимум на 15 лет работы, обладает достаточной разрешающей способностью, чтобы показать больше деталей на таком расстоянии, но объекты остаются необъяснимо компактными.
В работе над исследованием также принимал участие Банчжэн Сунь, аспирант и соисследователь из Университета Миссури. Команда подчеркивает, что для подтверждения любых теорий требуется больше галактических образцов. Текущие данные показывают лишь наличие аномалии, но не дают окончательного ответа о природе этих объектов.
Это открытие встает в один ряд с другими недавними аномалиями, зафиксированными JWST. Среди них — массивная группа древних галактик, которые были «слишком горячими для существования», свидетельства того, что галактики ранней Вселенной были более хаотичными, чем считалось ранее, а также загадочный объект, который может оказаться самой ранней известной галактикой. Каждый новый массив данных заставляет астрофизиков пересматривать устоявшиеся модели космологии.
