Наблюдая за древней галактикой с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», астрономы обнаружили, что она начала медленно угасать вскоре после своего формирования. Открытие позволяет понять, как именно в звездных системах прекращается процесс звездообразования. Ключевую роль тут сыграл повышенный выброс газа в окружающее галактику пространство.
Массивная галактика GS-10578, также известная как галактика Пабло, появилась всего через два миллиарда лет после Большого взрыва. Внимание астрономов она привлекла сразу после своего обнаружения с помощью космического телескопа «Хаббл» и наземных обсерваторий. Дело в том, что, несмотря на огромную массу (более 160 миллиардов солнечных масс), GS-10578 почти полностью утратила способность создавать новые звезды. Это нетипично для ранней Вселенной.
Чтобы понять причины, по которым столь юная галактика начала медленно «погибать», исследовательская группа из Кембриджского университета (Великобритания) изучила Пабло с помощью «Уэбба». Дополнительные наблюдения, выполненные радиоинтерферометром ALMA, показали, что GS-10578 содержит очень мало холодного молекулярного газа — основного «строительного» материала для формирования звезд.
Запасы этого «топлива» составляют менее одного процента от массы всех светил, поэтому GS-10578 можно считать одной из самых обедненных газом галактик ранней Вселенной. При этом темпы звездообразования не превышают 5,6 солнечной массы в год, а нейтральный газ выбрасывается наружу со скоростью примерно 60 солнечных масс в год.
Авторы научной работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, также рассчитали, что Пабло полностью лишится газа менее чем за 200 миллионов лет — в 50 раз быстрее, чем у типичных звездообразующих галактик. Поскольку даже в таких условиях звездный диск GS-10578 остался невредимым, остановка процесса звездообразования прошла эффективно, но мягко — без разрушительных последствий.
Выяснилось, что Пабло эволюционировала в режиме «нулевого притока газа», то есть не получала свежего топлива из космического пространства. Вероятно, поступающее вещество либо выбрасывалось активным галактическим ядром, либо нагревалось до таких температур, что не могло конденсироваться (сжиматься) и формировать новые звезды.
Особое внимание исследователи уделили центральной сверхмассивной черной дыре, чья активность могла привести к мощным потокам вещества, способным выдувать остатки газа из галактики. По оценкам, нынешний этап активности этого космического «монстра» длится около трех миллионов лет. За это время Пабло лишилась до 15% оставшегося топлива — достаточно для того, чтобы поддерживать «спящее» состояние. Медленная гибель GS-10578, однако, началась задолго до нынешнего всплеска активности сверхмассивной черной дыры.
Решающую роль, вероятно, сыграла комбинация двух процессов: первый препятствовал поступлению нового газа, а второй способствовал его выбросам из Пабло. Подобные механизмы, по мнению ученых, могли действовать во многих массивных «мертвых» галактиках, объясняя появление старых и безжизненных звездных гигантов, существовавших вскоре после рождения Вселенной.