02.03.2015

Ученые нашли галактику, которой не должно было существовать

Телескопы ALMA и VLT обнаружили в ранней Вселенной проэволюционировавшую галактику A1689-zD1 с неожиданно большим количеством пыли.

Группа астрономов под руководством Дэрэха Уотсона из Копенгагенского университета с удивлением обнаружили, что эта звездная система проэволюционировала гораздо сильнее, чем ожидалось. Содержание пыли в ней соответствовало очень зрелой стадии развития галактик, на которой находится, например, наша Галактика Млечного Пути. Наличие пыли критично для появления жизни, потому что пыль участвует в формировании планет, сложных молекул и нормальных звезд.

Галактика A1689-zD1 доступна для наблюдений только благодаря гравитационной линзе, создаваемой живописным скоплением галактик Abell 1689, которое оказалось на пути света от далекой галактики к Земле. Гравитационное линзирование усиливает яркость галактики более, чем в девять раз. Не будь этого, зарегистрировать крайне слабое излучение молодой галактики было бы невозможно.

Свет от A1689-zD1 доходит до нас из эпохи, когда Вселенной было всего около 700 миллионов лет, то есть ее возраст составлял пять процентов нынешнего. Размер этой галактики довольно скромный — она гораздо менее массивная и яркая, чем многие другие изучавшиеся прежде объекты, находящиеся на той же стадии развития ранней Вселенной, и поэтому она может считаться более типичным примером галактики той эпохи.

A1689-zD1 была выбрана для наблюдений потому, что она находится в периоде реионизации – эпохи, когда первые звезды принесли с собой космический рассвет. Их свет впервые осветил ставшую прозрачной Вселенную и положил конец длительной стагнации Темных Веков. Все ожидали, что эта галактика будет выглядеть как недавно образовавшаяся система. На деле же она поразила наблюдателей сложным химическим составом и обилием межзвездной пыли в своем составе.

Эта галактика считалась космическим «младенцем» по возрасту, но оказалось, что это дитя развито не по годам. Считается, что в таком возрасте должен регистрироваться недостаток химических элементов тяжелее водорода и гелия, недостаток металлов – они ведь образуются в недрах звезд и выбрасываются далеко в окружающее пространство, когда звезды взрываются или кончают свою жизнь каким-нибудь другим способом. Этот процесс должен повторяться на протяжении многих поколений звезд, чтобы в конечном счете образовалось заметное количество таких сравнительно тяжелых элементов, как углерод, кислород и азот.

К общему удивлению, оказалось, что галактика A1689-zD1 излучает большое количество энергии в далеком инфракрасном диапазоне, показывая тем самым, что в ней образовалось много звезд и имеется значительное количество металлов. Выяснилось также, что в ней не только присутствует пыль, но что отношение количества пыли к количеству газа такое же, какое бывает у гораздо более зрелых галактик.

“Хотя происхождение космической пыли в точности еще неизвестно”, - говорит Уотсон, - “наши наблюдения показывают, что она образуется очень быстро, в течение всего лишь 500 миллионов лет после начала звездообразования во Вселенной. В космологическом масштабе это время очень короткое, если учесть, что большинство звезд живут миллиарды лет”.

Наблюдения заставляют предполагать, что звезды в A1689-zD1 либо формировались постоянно, хоть и при умеренном темпе звездообразования, в течение 560 миллионов лет после Большого Взрыва, либо галактика пережила период крайне интенсивной вспышки звездообразования перед тем, как войти в фазу угасающего звездообразования.

До получения этих результатов астрономы высказывали опасения, что столь далекие галактики не могут быть зарегистрированы. Однако A1689-zD1 удалось зарегистрировать за короткое время наблюдений на ALMA.

Источники:

1. zele.ru