В узле «космической паутины» MQN01, который астрономы видят таким, каким он был примерно 11 миллиардов лет назад, обнаружили массивную галактику, окруженную облаком холодного газа, но практически не формирующую звезды. Открытие ставит под вопрос устоявшиеся представления о формировании и эволюции галактик в ранней Вселенной.
В самых крупных масштабах Вселенная устроена как гигантская сеть: скопления галактик выстраиваются вдоль филаментов — нитей темной материи, пересекающихся в плотных узлах. Именно эта космическая паутина задает «каркас» для формирования и эволюции галактик. Наблюдения последних лет показали, что положение галактик в этой паутине напрямую связано с их свойствами — от темпов звездообразования до химического состава.
Особый интерес для ученых представляют узлы космической паутины — протоскопления, существовавшие вскоре после Большого взрыва. Обычно такие области содержат огромные запасы холодного и молекулярного газа и считаются идеальной средой для быстрого роста самых массивных галактик за счет непрерывного притока вещества вдоль филаментов.
Именно к таким структурам относится MQN01 — один из самых плотных известных узлов космической паутины в ранней Вселенной. Правда, проанализировав данные наблюдений, полученные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», авторы нового исследования обнаружили, что даже в столь богатой газом среде галактики могут эволюционировать по-разному.
Выяснилось, что расположенная в узле MQN01 галактика, получившая неофициальное название «Красная картошка», практически не формирует новые звезды. В ее спектре доминируют линии поглощения, характерные для старых звездных популяций, а скорость наблюдаемого астрономами звездообразования минимум на порядок ниже, чем у типичных галактик той же массы и эпохи. Дополнительные наблюдения, проведенные с помощью массива радиотелескопов ALMA, также не выявили заметных запасов молекулярного газа внутри галактики, что подтверждает ее «спящее» состояние.
При этом «Красная картошка» окружена обширным облаком холодного газа, простирающимся более чем на 50 тысяч световых лет. Обычно подобные структуры выступают в роли свежего топлива для формирования звезд, но в данном случае газ не оседает на галактику, а скорость его движения достигает 400-500 километров в секунду, что в несколько раз больше, чем у типично «спокойных» галактических гало.
Авторы научной работы, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, связали эту турбулентность с воздействием джета, исходящего из окрестностей соседней активной галактики, расположенной недалеко от «Красной картошки». Джет, судя по всему, разогревает и «встряхивает» межгалактический газ, не позволяя ему проникать внутрь галактики и формировать плотные облака для рождения новых светил.
Таким образом, если внешние источники энергии — например, ближайшие активные черные дыры — нарушают процесс аккреции, галактика может оставаться «спящей» даже в богатой газом среде. Открытие наглядно демонстрирует редкий и малоизученный механизм подавления звездообразования в ранней Вселенной и показывает, что судьба галактик, существовавших вскоре после Большого взрыва, определялась не только их собственными черными дырами, но и активностью «соседей» в плотных узлах космической паутины.