Астрономы стали свидетелями мегамиграции галактик

Иллюстрация художника, показывающая 14 галактик, которые находятся в процессе слияния и в конечном итоге сформируют ядро массивного скопления галактик. Авторы и права: NRAO / AUI / NSF; S. Dagnello.

Заглянув на окраины Вселенной, астрономы стали свидетелями начала гигантского космического столкновения, в котором сольются 14 молодых и далёких галактик.

Это событие приведёт к появлению одной из самых массивных конструкций в известной Вселенной: кластера, состоящего из сотен галактик, тёмной материи и огромного количества горячего, ионизированного газа.

Используя радиотелескоп ALMA, международной команде учёных удалось обнаружить поразительно плотную область, состоящую из множества галактик, которые готовы слиться в ближайшее время и сформировать ядро того, что в конечном итоге станет колоссальным галактическим скоплением.

Исследуемая область расположена примерно на расстоянии 12,4 миллиардов световых лет, а, следовательно, свет от неё начал путешествовать к нам, когда Вселенной было всего 1,4 миллиарда лет. Отдельные галактики, наблюдаемые в исследовании, формируют новые звёзды в 1000 раз быстрее, чем наш Млечный Путь.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

Увеличенное изображение галактик, обнаруженных телескопом ALMA. Тут так же присутствуют данные, полученные космической обсерваторией Гершель и Южным Полярным Телескопом. Авторы и права: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Miller & S. Chapman et al.; Herschel; South Pole Telescope; (NRAO/AUI/NSF) B. Saxton.

“Обнаружить массивный галактический кластер само по себе впечатляющее событие”, – сказал Скотт Чепмен (Scott Chapman), астрофизик из Университета Далхаузи в Галифаксе (Канада). “Но тот факт, что он находится в молодой Вселенной, представляет собой серьезную проблему для нашего современного понимания того, как формируются такие мегаструктуры”.

В течение первых нескольких миллионов лет космической истории нормальная материя и тёмная материя стали объединяться во всё большие и большие структуры, что в конечном итоге приводило к появлению галактических скоплений – самых больших объектов в известной Вселенной. С массами, сопоставимыми с миллионами миллиардов Солнц, кластеры могут содержать до тысячи галактик, огромное количество тёмной материи, гигантские чёрные дыры и газ температура которого достигает более миллиона градусов.

Современная теория и компьютерные модели предполагают, что протокластерам, столь же массивным, как тот, что был обнаружен ALMA, потребовалось бы гораздо больше времени, чтобы появиться.

Рассматриваемый в исследовании протокластер, обозначенный как SPT2349-56, впервые был обнаружен в 2010 году с помощью Южного Полярного Телескопа. Последующие наблюдения с использованием телескопа Atacama Pathfinder Experiment (APEX) помогли подтвердить, первоначальные догадки астрономов, что и привело к последующему более детальному наблюдению с помощью ALMA. Высокое разрешение и непревзойдённая чувствительность ALMA позволили астрономам различить не менее 14 отдельных объектов в удивительно малой области пространства, подтверждая тот факт, что объект является примером протокластера на очень ранней стадии развития.

Изучение этого протокластера предоставит астрономам беспрецедентную возможность изучить некоторые из первых этапов в процессе формирования кластеров. Используя данные ALMA в качестве исходных данных для сложного компьютерного моделирования, исследователи смогут понять, как эти галактики будут расти и развиваться в течение миллиардов лет.

“ALMA дал нам отправную точку для предсказания эволюции галактических скоплений. Со временем 14 наблюдаемых нами галактик прекратят формировать звёзды и сольются, образовав одну гигантскую галактику”, – отметил Чепмен.