Ученые, возможно, обнаружили гигантские галактики ранней Вселенной

Астрономы, возможно, нашли популяцию огромных и ранее неуловимых галактик в ранней Вселенной, которые датируются двумя миллиардами лет после Большого взрыва.Эти огромные звездообразующие галактики окутаны пылью, которая скрывала их во время предыдущих поисков, в которых использовался звездный свет. Теперь наблюдения за излучением этой межзвездной пыли выявили десятки массивных активных галактик с того времени, когда Вселенная была моложе 2 миллиардов лет. Эти галактики могут быть предшественниками массивных галактик, обнаруженных позже в истории Вселенной, а также самыми массивными галактиками сегодня.

Комплекс ALMA
©  Kohno et al

«Обнаружение массивных галактик таких ранних времен очень волнительно», — говорит Кристина Уильямс — астроном из Университета Аризоны в Тусоне, не вовлеченная в работу.

Было известно, что большие неактивные галактики появились через пару миллиардов лет после Большого взрыва. Но их формирование оставалось загадочным. Причина этого в том, что астрономы ожидают, что такие массивные, неактивные галактики происходят из больших, звездообразующих галактик-прародителей, которые не были обнаружены в ходе исследований раннего космоса.

Используя большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Atacama (или ALMA) в Чили для изучения отдаленных выбросов галактической пыли, астрономы идентифицировали 39 звездообразующих галактик, начиная с того времени, когда Вселенной было от 1 до 2 миллиардов лет. Эти галактики, которые имеют среднюю массу около 40 миллиардов солнц и образуют около 200 новых солнц в год, встречаются примерно так же часто, как большие неактивные галактики, которые были замечены чуть позже в космической истории.

«Это определенно убедительная популяция, которая могла привести к появлению неподвижных галактик», — говорит Карл Глазебрук, астроном из Технологического университета Суинберна в Мельбурне (Австралия), не участвующий в работе.

Недавно идентифицированные галактики также встроены в самые массивные ореолы темной материи той эпохи — капли невидимых, неопознанных частиц, которые окружают галактики. Открытие предполагает, что эти древние галактики являются предками самых больших современных галактик, которые сейчас находятся в самых массивных гало темной материи, говорит соавтор исследования Тао Ван — астроном из Токийского университета. Эти современные потомки могут включать в себя гигантов, таких как M87, где находится  черная дыра.

Астроном Кейтлин Кейси из Техасского университета в Остине называет новые обнаружения галактик «захватывающими и дразнящими». Но она предупреждает, что текущий анализ наблюдений ALMA, в которых она не участвовала, дает только приблизительные оценки того, как далеко эти галактики датируются временем в космической истории. Дальнейшие исследования с использованием ALMA или космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА, который будет запущен в 2021 году, могут помочь определить точный возраст и роль галактик в эволюции галактики.

Открытие таких больших звездообразующих галактик, когда Вселенной было менее 2 миллиардов лет, хорошо согласуется с прошлыми наблюдениями за большими, покоящимися галактиками позже в космической истории. Но эти наблюдения не соответствуют современным теориям образования галактик. По словам Уильямса — астронома из Аризоны, в компьютерном моделировании Вселенная в возрасте 2 миллиардов лет содержит слишком мало массивных галактик, чтобы объяснить наблюдения ALMA. «Это сюрприз, который Вселенная приготовила для нас».

Ван и его коллеги теперь планируют провести большую перепись древних массивных галактик с помощью ALMA. Эта работа может дать теоретикам больше информации о том, как настроить космологические симуляции, чтобы они соответствовали наблюдениям ранней Вселенной.

Статья опубликована в журнале  Nature  
Источник: scientificrussia.ru