Международная группа астрономов выявила в данных, полученных обсерваторией Кека, свидетельства существования крупного скопления молодых галактик, большинство из которых уже прекратили активное звездообразование. Подобное явление наблюдается учеными впервые и, вероятно, потребует пересмотра существующих моделей формирования скоплений галактик на ранних этапах развития Вселенной.
Галактические скопления представляют собой структуры, включающие в себя десятки галактик, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга и удерживаемых вместе посредством гравитационного взаимодействия. Под воздействием гравитации эти скопления постоянно увеличиваются в размерах, присоединяя новые галактики. В результате в нынешней Вселенной можно встретить скопления, объединяющие сотни и даже тысячи галактик.
Протокластеры – скопления галактик, существовавшие на ранних этапах развития Вселенной, – состоят преимущественно из галактик, в которых активно идет звездообразование. По мере течения времени газ, необходимый для формирования звезд, в некоторых галактиках протокластера истощается, что приводит к их трансформации в «мертвые» галактики. Однако, согласно новым исследованиям, опубликованная международным коллективом в Astrophysical Journal, вероятно, выявила область, отклоняющуюся от этой закономерности.
«Иан МакКонахи отмечает, что в ранней Вселенной все известные протоскопления содержат галактики, в которых активно идёт звездообразование ( Ian McConachie), в качестве ведущего автора исследования выступает аспирант кафедры физики и астрономии Калифорнийского университета в Риверсайде. При этом, вопреки другим протоскоплениям, обнаруженным в это время, в MAGAZ3NE J0959 многие галактики, судя по всему, уже прекратили формирование звёзд».
Авторы в своей работе рассматривают протокластер MAGAZ3NE J095924+022537, включающий не менее 38 галактик и расположенный на расстоянии около 11,8 миллиарда световых лет от Земли. Это позволяет зафиксировать скопление в период, когда Вселенной было не более двух миллиардов лет. При этом доля галактик, находящихся в состоянии покоя или уже неактивных, в данном протокластере достигает примерно 73%. Для сравнения, в других скоплениях схожего возраста и массы этот показатель в среднем не превышает 12%.
«В центре MAGAZ3NE J0959 находится сверхмассивная галактика, чья масса превышает 200 миллиардов солнечных масс. Остается загадкой, почему эта галактика и множество ее окрестных галактик сформировали большую часть своих звезд и впоследствии прекратили свою активность в столь раннюю эпоху Вселенной, в отличие от других известных протоскоплений того же времени», — добавляет соавтор исследования Бенджамин Форрест ( Benjamin Forrest), сотрудник Калифорнийского университета в Дэвисе.
Протокластер MAGAZ3NE J0959 был идентифицирован с Земли в ходе обзора, проводимого обсерваторией Кека. Этот обзор, обозначенный аббревиатурой MAGAZ3NE («Массивные древние галактики с Z > 3 в ближней инфракрасной области спектра»), был разработан для поиска и анализа сверхмассивных галактик и их окружения. По мнению исследователей, запуск новых, более мощных космических телескопов, таких как телескоп имени Джеймса Уэбба, позволит в скором времени выявить другие протоскопления, аналогичные MAGAZ3NE J0959, которые пока не обнаружены в ранней Вселенной.
«Если подобные скопления галактик будут обнаружены в значительном количестве, то действующая парадигма формирования протокластеров потребует существенной переоценки. Потребуется разработать новую модель образования протоскоплений, которые существуют в различных состояниях на ранних этапах развития Вселенной. Если большое количество галактик, входящих в состав таких протокластеров, действительно прекращают свое существование в течение первых двух миллиардов лет, это, скорее всего, поставит под сомнение современные модели формирования галактик», — заключил Форрест.