Международная группа астрономов с помощью космического телескопа James Webb (JWST) обнаружила необычную массивную красную галактику, получившую неофициальное название «Красный картофель». Несмотря на расположение в богатой газом среде, она демонстрирует удивительно низкую активность звездообразования.
Открытие сделала команда под руководством Вейчена Вана из Миланского университета. Учёные изучали плотный газовый узел космической паутины с красным смещением около z ≈ 3,25, известный как MQN01. Такие регионы — протокластеры ранней Вселенной — обычно считаются «инкубаторами» гигантских галактик, поскольку содержат большие запасы холодного и молекулярного газа, подпитывающего бурное звездообразование.
Наблюдения проводились с использованием инструментов NIRCam и NIRSpec на борту JWST. В ходе анализа исследователи неожиданно выявили массивную галактику с характерной вытянутой формой и насыщенным красным цветом. За внешний вид она и получила прозвище «Красный картофель». Её каталожное обозначение — MQN01 J004131.9-493704.
«Красный картофель» оказался весьма компактным: его полусветовой радиус составляет около 3260 световых лет. При этом звёздная масса достигает примерно 110 млрд масс Солнца — показатель, характерный для гигантских галактик.
Однако газа в системе surprisingly мало. Масса молекулярного газа оценивается менее чем в 7 млрд солнечных масс, а его доля — < 6%. В спектрах не обнаружены линии оксида углерода и D-линии натрия, что указывает на дефицит как молекулярного, так и нейтрального газа. Признаков мощных газовых выбросов также не найдено.
По кинематике ионизированного газа галактика относится к системам, где преобладает дисперсионная динамика, а не упорядоченное вращение.
Скорость звездообразования в галактике составляет всего около 4 солнечных масс в год — как минимум на порядок ниже, чем у типичных галактик той же массы на так называемой главной последовательности звездообразования. Это особенно удивительно, учитывая, что объект находится в центре крупного резервуара холодной окологалактической среды (CGM), которая теоретически должна подпитывать рост галактики.
Скоростная дисперсия звёзд в галактике достигает 268 км/с, что указывает на повышенную турбулентность газа в её окружении. Глубокие рентгеновские наблюдения выявили протяжённую рентгеновскую струю, вероятно исходящую от соседнего яркого активного галактического ядра (AGN).
Исследователи предполагают, что именно эта струя создаёт эффект обратной связи: она разогревает и «взбалтывает» газ в окологалактической среде, препятствуя его оседанию в галактику. Это согласуется с высокой дисперсией скоростей газа, измеренной по линиям Lyα и Hα.
В итоге «Красный картофель» выглядит как редкий пример массивной галактики ранней Вселенной, чей рост оказался подавлен внешними процессами. Открытие помогает лучше понять, как даже в богатых газом регионах космоса могут формироваться «тихие» и быстро эволюционирующие системы.