James Webb Telescope objevuje „výjimečně vzácnou“ havárii 5 galaxie v raném vesmíru
Astronomové objevili neuvěřitelně vzácný systém, ve kterém se spojuje nejméně pět galaxií z raného vesmíru – pouhých 800 milionů let po Velký třesk. Pozoruhodný objev byl proveden pomocí dat z James Webb Space Telescope (Jwst) a Hubbleový vesmírný dalekohled.
Galaxy Mergers hrají klíčovou roli při formování galaxie v raném vesmíru. Přestože to není běžně vidět, dochází k sloučení systémů, obvykle zahrnují dvě galaxie. Nově identifikovaná fúze, přezdívaná kvintet JWST, však obsahuje nejméně pět galaxií a 17 shluků galaxií.
„Nalezení takového systému s pěti fyzicky propojenými galaxiemi je výjimečně vzácné, a to jak v současných simulacích, tak v pozorováních,“ uvedl vedoucí autor studie Weida HuPostdoktorský výzkumný pracovník na Texas A&M University. „Pravděpodobnost detekce i jedné (fúze více galaxy) je poměrně nízká, což zvyšuje možnost, že jsme mohli mít„ štěstí “při identifikaci tohoto systému tak brzy,“ řekl Hu Live Science v e-mailu.
Tyto galaxie se nazývají galaxie emisní linie, protože mají významné podpisy ve svém světle, zejména ty, které jsou emitovány vodíkem a kyslíkem, což jsou příznaky vytváření nových hvězd.
Síla dvou
Výzkum, publikovaný 15. srpna v časopise Astronomie přírodyPoužili kombinaci dat JWST a Hubble.
Skryté fotoaparát JWST (nircam) JWST naznačovala ve velkém halu plynu kolem skupiny galaxií, což znamenalo, že pět galaxií není nezávislých, ale místo toho jsou fyzicky spojeny a zabudovány do stejného systému, vysvětlil Hu.
Související: Obrázky James Webb Telescope odhalují, že je něco zvláštního s mezihvězdnou kometou 3i/atlas
Zatímco některé z těchto galaxií byly dříve detekovány pomocí Hubble, „pouze data JWST nám říkají, že pět galaxií má stejný redshift a vzájemně spolupracují,“ dodal Hu. (Redshift je míra kosmické vzdálenosti, s vyššími červenomínkami odpovídajícími vzdálenějším, starověkým objektům. Červená posun se vyskytuje, když se světlo emitované vzdálenými objekty rozprostírá do delší, červenější vlnové délky při překročení rozšiřujícího se vesmíru.)
Hu navrhl, že by mohly existovat další slabé nebo skryté galaxie spojené s JWSTovým kvintetem, které dosud nebyly detekovány. Objevování těchto galaxií však může vyžadovat pokročilá pozorování s více vlnovými délkami.
Předčasné fúze vesmíru zahrnující více než dvě galaxie jsou velmi vzácné, řekl Christopher ConseliceProfesor extragalaktické astronomie na University of Manchester, který se do studie nezúčastnil.
„Když se podíváte na všechny galaxie, pak 20-30% z nich bude ve fúzi. Bude to jen dvě galaxie. Zlomek těchto systémů více fúzí bude mnohem, mnohem nižší a ještě o tom nemáme statistiky, ale určitě méně než 1%,“ řekla Condelice Live Science.
Tým zjistil, že se zdá, že obě hlavní galaxie v systému jsou odděleny vzdáleností 43 300 světelných let a nejvzdálenější pár ze všech galaxií v systému se zdá být od sebe 60 700 světelných let. (Pro srovnání, naše Mléčná dráha Galaxy je asi 100 000 světelných let do konce.)
„Skutečnost, že galaxie jsou prostorově blízko sebe, je známkou toho, že se pravděpodobně sloučí,“ řekla Conselice. „Existuje prostor pro interpretaci, zda by některé objekty mohly být součástí stejné galaxie,“ dodal.
Vzdálený bratranec
Tento systém je podobný jeho protějšku místního vesmíru, Stephanův kvintetcož je sloučení čtyř galaxií, s pátým galaxií, která se objevuje ve stejné části oblohy, ale nesloučuje se.
„Pozoruhodnou podobností je přítomnost mostu materiálu spojujícího dvě galaxie v JWSTově kvintetu – rys také v Stephanově kvintetu, což svědčí o přílivových ocasu produkovaných interakcí galaxie,“ řekl Hu. „Míra tvorby hvězd JWST je však mnohem vyšší.“
Zatímco všechny galaxie v Stephanově kvintetu jsou mnohem starší systémy v nedalekém vesmíru, a proto jsou méně aktivní, galaxie v kvintetu JWST jsou bohaté na plyn a energicky vytvářejí nové hvězdy rychlostí vyšší, než se očekávalo za toto období.
JWST’s Quintet s nejméně pěti galaxiemi a 17 shluků galaxií má celkovou hvězdnou hmotu 10 miliard sluncí. Studie naznačuje, že vysoká míra tvorby hvězd a hvězd naznačuje, že galaxie ve sloučení se mohou vyvinout v masivní klidovou galaxii, která se vyskytuje přibližně 1 miliarda až 1,5 miliardy let po velkém třesku. Klidové galaxie jsou ty, které přestanou vytvářet nové hvězdy. Předchozí studie JWST Několik z nich zjistilo v raném vesmíru, který vyvolal otázky o tom, jak by se galaxie mohly stát „mrtvými“ tak brzy ve vesmíru.
Conselice uvedla, že budoucnost sloučení galaxií je velká otázka. Mohli by skončit jako hvězdné galaxie, ale s menší aktivitou, nebo by se mohli postupem času stát „mrtvými“ nebo pasivními. Budoucnost systému bude také záviset na tom, zda galaxie hostí aktivní krmení černých děr, které mohou systém posunout tak, aby uhasily tvorbu hvězd velmi rychle.
Pokud se sloučení galaxií změní na mrtvý systém, kvintet JWST by mohl potenciálně vysvětlit, jak se masivní klidové galaxie mohou rychle vytvořit sloučením menších hvězdných galaxií v raném vesmíru.
Hu poznamenal, že obrázky JWST Nircam ukazují jasné podrobnosti o tvarech a strukturách objektů, ale nenabízejí přesné informace, jako je intenzita spektrálních linií. Bez těchto spektroskopických detailů je obtížné přesně měřit vlastnosti, jako je metalicita, pohyb a dynamika systému nebo povaha plynu uvnitř těchto galaxií a shluků.
Pokud se v budoucích průzkumech JWST nachází více systémů, jako je kvintet JWST, mohou vědci studovat, jak často se tyto sloučení skupin galaxií objevují, jejich povaha a zkoumat podmínky, za kterých se tvoří. To umožní vědcům ověřit, zda tyto systémy patří do vzácné třídy, kterou předpovídá současný standardní model vesmíru, nebo zda navrhují nové mechanismy v akci.
