Совсем недавно на обсерватории Green Bank произошло непредвиденное событие. На обсерватории планировались наблюдения по программе галактик с низкой поверхностной яркостью. Кто-то по оплошности задал для радиотелескопа Green Bank Telescope (GBT) ошибочные координаты.
Когда начались наблюдения, оператор обратил внимание на то, что в том месте, где должен находиться нужный объект, ничего похожего на галактику нет. Как бывает в таких случаях, всем участникам программы показалось, что время потеряно и придётся ждать другого подходящего случая для наблюдения нужного объекта. Разочарование.
Тем не менее, решили взглянуть на этот злополучный участок неба повнимательнее. И когда “прицелились”, то обнаружили что-то совсем неожиданное и небывалое. В этом месте находилось большое облако атомарного водорода, как если бы это была полноценная спиральная галактика, но в облаке не было звёзд!
Как впоследствии заметила старший исследователь обсерватории Карен О’Нейл “Звёзды могли бы быть там. Но мы не видели их. Галактика сделана только из газа – в ней не было звёзд.”
Галактику назвали J0613+52. Заполнявший её газ имел “первичный” химический состав – в нём не было ничего, кроме водорода и гелия. Всё было так, словно это вещество из той эпохи Вселенной, когда в ней не было звёзд, которые могли бы произвести хотя бы незначительное количество углерода, кислорода или чего-то другого из таблицы Менделеева. Диковина и только…
Другим сюрпризом было её расположение – она находилась на расстоянии всего 270 миллионов световых лет от нас. Это уже современная Вселенная – её возраст на таких расстояниях равен 13.4 миллиарда лет, то есть практически современный.
Галактику J0613+52 окружают её “современники” – обычные галактики, похожие на нашу. Есть, о чём призадуматься…
Вернёмся теперь к галактикам с низкой поверхностной яркостью (Low Surface-Brightness – LSB для краткости). Пример такой галактики показан на рис. 1.
Галактики LSB относятся к типу спиральных с протяженными дисками. Они отличаются от нормальных галактик тем, что газ в них разбросан по большой поверхности их дисков и поэтому звёзды рождаются в них очень редко – им не достаёт газа для звёзд.
В некоторых случаях звёзд в LSB галактиках настолько мало, что их яркость оказывается меньше яркости ночного неба. Для этого приходится делать очень длительные экспозиции и специально исключать фон, чтобы обнаружить такую галактику.
Поэтому сразу возникло подозрение о том, что эта диковинная галактика J0613+52 относится к классу таких же LSB галактик. Однако, сравнение её характеристик с характеристиками LSB галактик показало заметные различия. Рисунок 2 иллюстрирует эти различия.
На рисунке 2 галактика J0613+52 стоит отдельно от всех других LSB галактик. По своей яркости она кажется сравнимой с Nube и AGC 229101. Однако, есть принципиальное отличие.
Галактики Nube и AGC 229101 являются химически “старыми”, то есть, в них были звёзды, которые обогатили их продуктами звёздного нуклеосинтеза – химическими элементами. Их возраст оценивается как раз по химическому составу – он не меньше 10 млрд лет.
Иными словами, звёзды в них появились в ту эпоху, когда Вселенная была около 3 млрд лет от роду. Между тем, галактика Nube находится примерно на таком же расстоянии от нас, что и загадочная J0613+52.
Именно это и делает новую галактику J0613+52 мистическим объектом.
Существует два уверенно доказанных факта: образование галактик и химическая эволюция Вселенной происходят вследствие слияния галактик малых масс в более массивные.
Этот процесс начинается с той поры, когда возраст Вселенной был всего 180 млн лет – почти в десять раз меньше современного 13.5 миллиардов. В процессе слияний масса получившейся в результате новой галактики увеличивается. Вместе с тем, слияния увеличивают плотность газа и звёзды рождаются охотнее. Их становится больше и они производят и разбрасывают больше химических элементов в окружающую межзвёздную среду.
Галактика J0613+52 избежала всего этого. Тем не менее, её газовая масса довольно велика – около 2 миллиардов масс Солнца. Если судить по большой скорости её вращения, то можно думать, что масса тёмной материи в ней тоже, по-видимому, не маленькая. По грубым оценкам это может быть не менее 100 миллиардов солнечных масс.
Как ей удавалось набрать такую массу газа и избежать рождения звёзд и химического обогащения за счёт столкновений и слияний с другими галактиками, остаётся загадкой.
Очень похоже на то, что J0613+52 представляет собой первичную
галактику вблизи нас. Остаётся неясным, как ей удалось остаться первичной.
