Изучая древнюю галактику с помощью телескопа «Джеймс Уэбб», ученые выяснили, что она начала постепенно тускнеть вскоре после своего появления. Это открытие позволяет прояснить, каким образом прекращается формирование звезд в галактиках. Важную роль в этом процессе сыграла увеличенная потеря газа в межгалактическое пространство.
Галактика GS-10578, также называемая галактикой Пабло, сформировалась примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва. Сразу после открытия, благодаря данным, полученным с космического телескопа «Хаббл» и наземных обсерваторий, она заинтересовала астрономов. Причиной тому служит тот факт, что, обладая колоссальной массой, превышающей 160 миллиардов солнечных масс, GS-10578 практически не способна к образованию новых звёзд. Подобное явление не свойственно объектам ранней Вселенной.
Для выяснения факторов, спровоцировавших столь раннее начало процесса «угасания» галактики, ученые из Кембриджского университета (Великобритания) провели детальное изучение объекта Пабло с использованием телескопа «Уэбб». Дополнительные данные, полученные с помощью радиотелескопа ALMA, выявили, что GS-10578 характеризуется крайне низким содержанием холодного молекулярного газа – ключевого компонента, необходимого для образования звезд.
Объем этого вещества составляет менее одного процента от общей массы звезд, поэтому GS-10578 можно отнести к числу галактик ранней Вселенной с наименьшим содержанием газа. Одновременно с этим, скорость образования новых звезд не превышает 5,6 солнечных масс в год, а нейтральный газ покидает галактику со скоростью около 60 солнечных масс в год.
Авторы научной работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, кроме того, было установлено, что Пабло утратит газ менее чем за 200 миллионов лет – в 50 раз быстрее, чем это происходит в обычных галактиках, где активно рождаются звезды. Даже при таких условиях звездный диск GS-10578 сохранил свою целостность, что указывает на то, что прекращение звездообразования прошло результативно, но без резких и разрушительных последствий.
Анализ показал, что Пабло функционировала в режиме, при котором не поступает газ из космоса. По всей видимости, вещество либо выбрасывалось из активного ядра галактики, либо нагревалось до температур, препятствующих конденсации (сжатию) и образованию новых звёзд.
В ходе исследования особое внимание было уделено центральной сверхмассивной черной дыре, активность которой могла спровоцировать выбросы вещества, способные удалить газовые остатки из галактики. По предварительным данным, текущая фаза активности этого космического объекта продолжается примерно три миллиона лет. За этот период Пабло потеряла до 15% имеющегося запаса вещества – достаточного для перехода в состояние покоя. Однако замедление угасания GS-10578 началось значительно раньше нынешнего периода повышенной активности сверхмассивной черной дыры.
Вероятно, ключевым фактором стало сочетание двух явлений: одно ограничивало приток нового газа, а другое – стимулировало его выбросы из Пабло. Ученые полагают, что аналогичные процессы могли происходить во многих крупных галактиках, которые перестали активно формировать звезды, что объясняет существование старых и безжизненных звездных гигантов, появившихся вскоре после образования Вселенной.