Пара галактик в ранней Вселенной в представлении художника. Права: NRAO / AUI / NSF / D. Berry.
Новые наблюдения, проведённые с помощью ALMA (Атакамская большая [антенная] решётка миллиметрового диапазона) помогли идентифицировать пару гигантских звездообразующих галактик, наблюдаемых, когда Вселенной было всего около 780 миллионов лет, или около 5% от её текущего возраста. Исследование было опубликовано в журнале Nature.
Галактики, известные как SPT-S J031132-5823.4 (SPT0311-58 для краткости), первоначально были идентифицированы как один объект в ходе наблюдений в обсерватории Антарктики (South Pole Telescope).
Эти первые наблюдения показали, что источник располагается на значительном расстоянии и более интенсивен в инфракрасном диапазоне спектра, что означало, что он был чрезвычайно пыльным и, вероятно, переживал всплеск звездообразования.
Последующие наблюдения ALMA позволили рассчитать расстояние и выявить двойственную природу SPT0311-58.
Большая галактика в этой паре образует звёзды со скоростью 2900 солнечных масс в год, содержит 270 миллиардов солнечных масс газа и 2,5 миллиарда солнечных масс пыли.
Это крупнейшая галактика, сформировавшаяся в течение первого миллиарда лет после Большого Взрыва, из известных на сегодняшний день.
Такое быстрое звездообразование в рассматриваемом космическом объекте, вероятно, вызвано спутниковой галактикой, расстояние до которой составляет, по предварительным оценкам, около 26100 световых лет.
Компаньон также довольно массивен: включает около 40 миллиардов солнечных масс газа и пыли.
“Любая из этих галактик сама по себе довольно необычна, а тут мы имеем целых два объекта такого типа”, сказал доктор Крис Хейворд (Chris Hayward), исследователь Центра вычислительной астрофизики в Институте Уольерона. “Две галактики находятся в непосредственной близости, поэтому они вскоре сольются и сформируют самую большую галактику из когда-либо наблюдаемых в тот период в космической истории”.
Изображение двух галактик SPT-S J031132-5823.4, собранное из данных полученных ALMA (красный) и Hubble (синий и зеленый). Фото: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / Marrone et al / B. Saxton / AUI / NSF / NASA / ESA / Hubble.
Основываясь на количестве газа в двух галактиках и типичном распределении тёмной материи в галактиках, д-р Хейворд и соавторы смогли оценить количество вещества, содержащегося в этих двух галактиках.
“По самым скромным оценкам масса гало в 1 трлн. раз превышает массу Солнца, в действительности же она может быть значительно большей”, отметил доктор Хейворд.
Проведённое исследование предоставит новые данные о появлении крупных галактик и роли тёмной материи в формировании массивных структур во Вселенной.
Обнаруженные галактики послужат отличной “космической лабораторией” для исследования жизненного цикла массивных звездообразующих галактик на самых ранних этапах развития Вселенной.