Международная группа астрономов работая в обсерватории Кека обнаружила признаки массивного скопления молодых галактик, большинство из которых уже «мертвые». Астрономы впервые наблюдают такое необычное явление, и, возможно, это заставит их пересмотреть закономерности скопления галактик в ранней Вселенной.
Скопление галактик представляет собой систему, обычно состоящую из десятков относительно близких и гравитационно связанных галактик. Постепенно скопления разрастаются, захватывая под действием гравитации все новые и новые галактики. В связи с этим в современной Вселенной могут быть скопления, состоящие из сотен и даже тысяч галактик.
Скопления галактик в ранней Вселенной (также называемые протоскоплениями), которые мы можем наблюдать по сей день, состоят в основном из галактик, образующих звезды. Со временем некоторые протоскопления галактик истощают газ, из которого формируются звезды, и они становятся так называемыми мертвыми галактиками. Но новое исследование, опубликованное международной командой в Astrophysical Journal, похоже, обнаружило кластер, который нарушает эту последовательность.
«В ранней Вселенной все протокластеры, обнаруженные до сих пор, состоят из звездообразующих галактик», — сказал Иэн МакКонахи из Департамента физики и астрономии Калифорнийского университета в Риверсайде и ведущий автор исследования. «Но удивительно, что, в отличие от всех других протоскоплений, открытых в ту эпоху, многие галактики в MAGAZ3NE J0959, похоже, перестали формировать звезды».
В своей работе авторы описывают протоскопление MAGAZ3NE J095924+022537, которое состоит как минимум из 38 галактик и находится на расстоянии около 11,8 миллиарда световых лет: это означает, что мы видим это скопление в то время, когда Вселенная была не более двух миллиардов годы. Тем не менее доля покоящихся (или мертвых) галактик в исследуемом протоскоплении составляет около 73%. В то же время для скоплений примерно такого же возраста и массы этот показатель не превышает в среднем 12%.
«В центре MAGAZ3NE J0959 находится сверхмассивная галактика, которая уже накопила массу более 200 миллиардов солнечных. Почему эта сверхмассивная галактика и так много ее соседей образовали большую часть своих звезд, а затем стали неактивными, когда Вселенная была еще такой молодой, в отличие от других известных протоскоплений того времени, — великая загадка», — добавил соавтор Бенджамин Форест из Калифорнийского университета в Дэвисе.
Протоскопление MAGAZ3NE J0959 было обнаружено в ходе обзора обсерватории Кека с аббревиатурой MAGAZ3NE — «Массивные древние галактики с Z>3 в ближней инфракрасной области спектра», предназначенного для обнаружения и изучения сверхмассивных галактик и их соседей. По мнению ученых, появление новых мощных космических телескопов, таких как недавно запущенный телескоп Джеймса Уэбба, должно вскоре показать, существуют ли другие протоскопления, такие как MAGAZ3NE J0959, ожидающие своего открытия в ранней Вселенной.
«Если такие галактические скопления будут обнаружены в большом количестве, нынешняя парадигма формирования протоскоплений потребует серьезного пересмотра. Необходимо разработать новую модель образования протоскоплений галактик, существующих в разных состояниях в ранней Вселенной. Если многие из галактик, населяющих такие протоскопления, действительно перестанут рождать звезды в течение первых двух миллиардов лет, это почти наверняка создаст серьезные проблемы для текущих моделей формирования галактик и галактических скоплений», — заключает Форест.
