Используя радиотелескопы ALMA, международные ученые-астрономы выявили огромные, излучающие свет облака ионизированного углерода, окружающие три галактики, находящиеся в процессе столкновения. Данное открытие, зафиксированное в журнале The Astrophysical Journal, позволяет лучше понять, как формировались наиболее крупные галактики во Вселенной более 12 миллиардов лет назад.
Протоскопление SPT2349-56, зафиксированное в период, когда возраст Вселенной составлял около 1.4 миллиарда лет, представляет собой «космическую фабрику» по образованию звёзд. В центре этого скопления расположено три ультраярких инфракрасных галактики, характеризующихся интенсивным всплеском звездообразования. Недавние детальные наблюдения в линии [C II] (158 мкм) показали, что эти галактики окружены разветвлённой структурой газовых потоков, простирающихся на расстояние 60 000 световых лет.
Эти структуры, похожие на «бусы на нитке», разделены на отдельные скопления, каждый из которых имеет размер около 5 000 световых лет. Исследования выявили, что газ в этих скоплениях демонстрирует аномально высокую интенсивность свечения в линии [C II] по сравнению с излучением пыли. Это свидетельствует о том, что газ подвергся сильному нагреву вследствие ударных волн, скорее всего, вызванных мощными гравитационными взаимодействиями между галактиками, находящимися в процессе слияния.
«Наблюдения показывают, как массивные галактики в эпоху ранней Вселенной быстро увеличивались в размерах, выбрасывая и нагревая огромные газовые облака в ходе многочисленных соединений «, — так авторы исследования поясняют значение сделанного открытия.
По мнению исследователей, выявленные потоки представляют собой приливные «хвосты», выброшенные в межгалактическое пространство под воздействием гравитационного взаимодействия трёх центральных галактик. Эти выбросы не только снижают количество газа, необходимого для образования звёзд в галактиках, но и выполняют важную функцию по обогащению металлами и нагреву формирующейся среды будущего скопления галактик.
Обнаружение интенсивных линий [C II] выступает в роли своеобразного указателя, сигнализирующего об активной стадии «монолитного коллапса» — стремительного и рассеивающегося процесса формирования массивной эллиптической галактики в центре скопления. Это дает дополнительные эмпирические данные, подтверждающие гипотезу о том, что гигантские эллиптические галактики, расположенные в центрах современных скоплений, прошли через сжатый, но крайне интенсивный период роста в ранней Вселенной.
стало возможным благодаря комбинации данных нескольких наблюдательных кампаний на телескопе ALMA, что позволило достичь беспрецедентной чувствительности для выявления слабого, протяжённого излучения.