Телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружил более десятка неожиданно «спящих» галактик в невероятно юной Вселенной. Эти галактики, находящиеся в пределах первого миллиарда лет после Большого Взрыва, полностью прекратили формировать новые звезды. Открытие проливает свет на ранние этапы эволюции галактик, показывая, что фазы покоя были распространены даже в эту бурную эпоху.
Международная команда астрономов использовала уникальные возможности спектрографа NIRSpec на борту JWST для анализа света примерно 1600 галактик из архива DAWN JWST Archive. Ведущий исследователь Альба Ковело Пас, докторант Женевского университета, пояснила метод: «Мы искали галактики между вспышками звездообразования, где нет признаков новых звезд, но есть четкие сигнатуры звезд среднего возраста или старых звезд». Так они выявили 14 галактик в состоянии покоя.
Массы этих спящих гигантов поражают разнообразием – от скромных 40 миллионов до колоссальных 30 миллиардов солнечных масс. Это критически важно, так как ранее обнаруженные в ранней Вселенной всего четыре спящие галактики имели либо очень низкую массу (ниже 1 миллиарда солнечных масс), либо одну исключительно высокую (свыше 10 миллиардов). JWST показал, что «засыпать» могли галактики любого масштаба.
Почему эти галактики «уснули»? Ученые рассматривают три ключевых механизма «гашения» звездообразования. Во-первых, сверхмассивные черные дыры в их центрах могут испускать интенсивное излучение, нагревая и рассеивая холодный газ – топливо для звезд. Во-вторых, более крупные галактики-соседи могут отбирать или нагревать этот газ. В-третьих, процессы внутри самой галактики, известные как звездная обратная связь – мощные взрывы сверхновых, интенсивные звездные ветры или давление звездного света – способны выталкивать газ.
Данные JWST указывают, что звездная обратная связь – наиболее вероятный виновник нынешнего состояния этих 14 галактик. Все они прекратили звездообразование относительно недавно – между 10 и 25 миллионами лет до момента наблюдения. Как отметила Ковело Пас: «Обычно этот тихий период длится около 25 миллионов лет». Изгнанный газ в этом сценарии должен в конечном итоге остыть и упасть обратно, позволив звездообразованию возобновиться.
Однако ключевая неопределенность остается: временна ли эта спячка? «Если окажется, что они остаются спящими еще 50 миллионов лет, это будет означать, что причина... иная», – подчеркивает Ковело Пас. Постоянно спящая галактика считается «мертвой». Свойства найденных галактик пока поддерживают модель цикличного, «рваного» звездообразования – вспышки сменяются паузами.
Само существование этих спящих галактик в столь раннюю эпоху стало неожиданностью. Молодую Вселенную представляли как время бурного, почти непрерывного звездообразования. Хотя статья 2024 года описала первую такую галактику, обнаруженную «Хабблом», именно JWST, благодаря NIRSpec, смог однозначно идентифицировать состояние покоя у множества объектов. NIRSpec видит свет, смещенный в ближний инфракрасный диапазон из-за расширения Вселенной, и предоставляет детальные спектры, раскрывающие отсутствие активного звездообразования и возраст звездного населения.
Чтобы ответить на оставшиеся вопросы, включая истинную продолжительность спячки и детали «рваного» процесса, команда Ковело Пас запускает целевую программу JWST под названием «Спящие красавицы». Ее цель – систематически находить и изучать спящие галактики в ранней Вселенной. Как говорит исследовательница, это «один шаг ближе к разгадке этого процесса». Предварительные результаты исследования 14 галактик были выложены в препринт на сервер arXiv 27 июня; рецензирование еще не завершено.
Изображение носит иллюстративный характер
Международная команда астрономов использовала уникальные возможности спектрографа NIRSpec на борту JWST для анализа света примерно 1600 галактик из архива DAWN JWST Archive. Ведущий исследователь Альба Ковело Пас, докторант Женевского университета, пояснила метод: «Мы искали галактики между вспышками звездообразования, где нет признаков новых звезд, но есть четкие сигнатуры звезд среднего возраста или старых звезд». Так они выявили 14 галактик в состоянии покоя.
Массы этих спящих гигантов поражают разнообразием – от скромных 40 миллионов до колоссальных 30 миллиардов солнечных масс. Это критически важно, так как ранее обнаруженные в ранней Вселенной всего четыре спящие галактики имели либо очень низкую массу (ниже 1 миллиарда солнечных масс), либо одну исключительно высокую (свыше 10 миллиардов). JWST показал, что «засыпать» могли галактики любого масштаба.
Почему эти галактики «уснули»? Ученые рассматривают три ключевых механизма «гашения» звездообразования. Во-первых, сверхмассивные черные дыры в их центрах могут испускать интенсивное излучение, нагревая и рассеивая холодный газ – топливо для звезд. Во-вторых, более крупные галактики-соседи могут отбирать или нагревать этот газ. В-третьих, процессы внутри самой галактики, известные как звездная обратная связь – мощные взрывы сверхновых, интенсивные звездные ветры или давление звездного света – способны выталкивать газ.
Данные JWST указывают, что звездная обратная связь – наиболее вероятный виновник нынешнего состояния этих 14 галактик. Все они прекратили звездообразование относительно недавно – между 10 и 25 миллионами лет до момента наблюдения. Как отметила Ковело Пас: «Обычно этот тихий период длится около 25 миллионов лет». Изгнанный газ в этом сценарии должен в конечном итоге остыть и упасть обратно, позволив звездообразованию возобновиться.
Однако ключевая неопределенность остается: временна ли эта спячка? «Если окажется, что они остаются спящими еще 50 миллионов лет, это будет означать, что причина... иная», – подчеркивает Ковело Пас. Постоянно спящая галактика считается «мертвой». Свойства найденных галактик пока поддерживают модель цикличного, «рваного» звездообразования – вспышки сменяются паузами.
Само существование этих спящих галактик в столь раннюю эпоху стало неожиданностью. Молодую Вселенную представляли как время бурного, почти непрерывного звездообразования. Хотя статья 2024 года описала первую такую галактику, обнаруженную «Хабблом», именно JWST, благодаря NIRSpec, смог однозначно идентифицировать состояние покоя у множества объектов. NIRSpec видит свет, смещенный в ближний инфракрасный диапазон из-за расширения Вселенной, и предоставляет детальные спектры, раскрывающие отсутствие активного звездообразования и возраст звездного населения.
Чтобы ответить на оставшиеся вопросы, включая истинную продолжительность спячки и детали «рваного» процесса, команда Ковело Пас запускает целевую программу JWST под названием «Спящие красавицы». Ее цель – систематически находить и изучать спящие галактики в ранней Вселенной. Как говорит исследовательница, это «один шаг ближе к разгадке этого процесса». Предварительные результаты исследования 14 галактик были выложены в препринт на сервер arXiv 27 июня; рецензирование еще не завершено.
