Астрономи вперше виявили величезний резервуар холодного молекулярного газу в масивній ранній галактиці. Це пряме підтвердження того, що деякі галактики вже мали колосальні запаси пального для зореутворення, коли Всесвіту було лише 700 млн років.
Паливо для зір
Дослідники з Лейденського університету зосередились на галактиці REBELS-25, яку ми бачимо такою, якою вона була за перших 5 % існування Всесвіту. Науковці давно припускали, що яскраві масивні галактики тієї епохи мали величезні запаси газу, однак жодного разу не виявляли їх безпосередньо на таких відстанях.
Для спостережень команда використала два інструменти. Великий масив антен Національного наукового фонду NSF VLA у Нью-Мексико зафіксував слабке радіовипромінювання молекул монооксиду вуглецю, а Великий міліметровий радіотелескоп Атаками ALMA у чилійських Андах надав дані про стани з вищою енергією того самого газу. Разом вони дозволили оцінити його густину і температуру за умов раннього Всесвіту.
Найвіддаленіший сигнал
Виявлена лінія монооксиду вуглецю стала найвіддаленішою реєстрацією низькоенергетичного сигналу такого типу в історії астрономії. Сигнал виявився достатньо яскравим, щоб стверджувати про справді великий запас зореутворювального матеріалу.
Спостереження ускладнювало реліктове мікрохвильове випромінювання. На великих червоних зміщеннях воно стає значно яскравішим і послаблює контраст холодного газу в ранніх галактиках. Аспірантка Лейденського університету і провідна авторка дослідження Карін Цесконь зазначила, що саме глибокі спостереження з NSF VLA дозволили подолати цю перешкоду.
Чому галактики росли так швидко
Нове відкриття дає відповідь на запитання, яке давно турбувало космологів. Раніше науковці могли лише непрямо оцінювати запаси газу в ранніх галактиках або через темп зореутворення, або через світимість. Тепер уперше вдалося виміряти саме пальне, яке рухало цей процес.
Великий запас газу в REBELS-25 показує, що частина ранніх галактик мала всі умови для інтенсивного зореутворення від самого початку. Це ключовий фрагмент у розумінні того, як упродовж першого мільярда років існування Всесвіту сформувались такі масивні структури.
Наступне покоління телескопів
Прототип наступного покоління масиву антен Next-Generation Very Large Array (ngVLA) вже зібрав перше світло і пройшов початкове тестування. Коли його повноцінно введуть в експлуатацію, подібні вимірювання виконуватимуться в десять разів швидше і охоплюватимуть значно більше ранніх галактик.
Професорка Лейденського університету Жаклін Ходж зазначила, що майбутній ngVLA дозволить вивчати холодний газ у молодих галактиках, які існували ще раніше за REBELS-25. Дослідження опубліковане в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
За матеріалами phys.org
