Галактики перестают существовать, когда прекращается рождение новых звёзд. Особенно много таких «угасших» объектов наблюдается среди современных массивных галактик. По предположениям, для того чтобы исчерпать все свои запасы, этим гигантам потребовались миллиарды лет. Однако исследователи обнаруживают «угасшие» галактики даже в ранней Вселенной. И вот ученые выявили самую древнюю потухшую гигантскую галактику — RUBIES-UDS-QG-z7.
Согласно проведенным исследованиям, около двух-трех миллиардов лет после начала формирования Вселенной примерно половина массивных и плотно упакованных галактик прекратила активное звездообразование и «заглохла». Вероятно, эти галактики пережили период интенсивного роста, поскольку за относительно короткий промежуток времени, в космическом масштабе, им удалось накопить звездную массу, превышающую 10 миллиардов солнечных масс. Современные теоретические модели эволюции галактик способны объяснить возникновение подобных структур. Однако, с началом эксплуатации космического телескопа «Джеймс Уэбб», астрономы стали обнаруживать и более старые «потухшие» массивные галактики.
Благодаря телескопу «Джеймс Уэбб» астрономы за последние годы выявили несколько массивных галактик, находящихся в состоянии «спячки» и имеющих красное смещение, равное пяти. Это означает, что они существовали в эпоху, когда возраст Вселенной составлял 1,2 миллиарда лет. Кроме того, исследователи изучают современные галактики раннего типа, которые прекратили свое развитие. Спектральные данные свидетельствуют о том, что некоторые из этих объектов когда-то пережили период интенсивного звездообразования, когда Вселенной было всего 600 миллионов лет. Существующие теоретические модели не способны объяснить их эволюцию.
Для уточнения истории формирования современных массивных галактик раннего периода и корректировки существующих теоретических моделей требуется проведение дополнительных исследований и выявление большего количества древних галактик, прекративших активное звездообразование. В новой статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal, по мнению ученых, это объект представляет собой рекордно древнюю и уже неактивную массивную галактику, получившую название RUBIES-UDS-QG-z7.
RUBIES-UDS-QG-z7 – это небольшая, сферическая галактика без активного звездообразования, обладающая массой в 10 миллиардов солнечных масс. При красном смещении 7,29 она предстает перед нами в том виде, в котором существовала всего через 730 миллионов лет после Большого взрыва. Согласно результатам наблюдений, интенсивная фаза звездообразования в ней произошла, когда Вселенной было от 550 до 650 миллионов лет, и в этот период сформировалось большинство звезд. В течение последних 50 миллионов лет галактика находится в состоянии покоя.
В эпоху интенсивного звездообразования эти галактики, вероятно, демонстрировали высокую светимость в ультрафиолетовой области спектра. Однако, на данный момент астрономы идентифицировали лишь небольшое количество потенциальных предшественников RUBIES-UDS-QG-z7 в ранней Вселенной. Вероятно, значительное число из них заслонены густыми скоплениями пыли и газа.
«Наследники RUBIES-UDS-QG-z7 имеют более выраженные признаки. По своим размерам и плотности звезд этот объект схож с массивными угасшими галактиками, существовавшими во Вселенной 1-1,5 миллиарда лет назад, с наиболее плотными галактиками, сформировавшимися до трех миллиардов лет, и с центральными регионами современных эллиптических галактик (в пределах тысячи световых лет.
Галактики-гиганты, переставшие активно формировать звезды, значительно массивнее древней RUBIES-UDS-QG-z7. Для достижения столь внушительных размеров галактике потребовалась бы дополнительная фаза интенсивного звездообразования, за которой последовало его быстрое прекращение. Другой возможный вариант – слияние с подобной, также потухшей и массивной галактикой. Однако, подобные объекты наблюдаются не так уж часто, что делает слияние маловероятным событием.
«Обнаружение этой галактики, получившей название RUBIES-UDS-QG-z7, указывает на то, что в первые миллиард лет существования Вселенной массивные и уже неактивные галактики были в сто раз более распространены, чем это показывают современные теоретические модели», — объяснила результаты Андреа Вейбел, главный автор статьи, исследователь из департамента астрономии Женевского университета (Швейцария).
В дальнейшем планируется проведение исследований по нескольким направлениям. Ученые намерены обнаружить в данных, полученных телескопом «Джеймс Уэбб», дополнительные кандидаты в потухшие массивные галактики. Более детальный анализ спектра RUBIES-UDS-QG-z7 позволит более точно определить ее историю звездообразования. Кроме того, наблюдения с использованием радиообсерватории ALMA помогут определить свойства газа и пыли, присутствующие в галактике, и, возможно, установить факторы, приведшие к преждевременному прекращению существования этой древней, компактной галактики.