|
Гиперактивная колыбель будущего скопления галактик
|
|
|
|
Скопления галактик образуются в результате плотного скопления множества галактик, что делает их самыми массивными структурами во Вселенной. Их прародители, протокластеры, показывают эти галактики в их зачаточном состоянии, предлагая возможность изучить, как они образовались. Это раннее "поселение" галактик, в конечном счете, к сегодняшнему дню превратится в разросшийся мегаполис.
|
|
Открытие редкого протокластера
|
|
|
|
Астрономы, использующие очень большой массив данных Национального научного фонда США (VLA) и Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Атакама (ALMA), обнаружили редкое протокластер, который был исключительно ярким, когда Вселенная была на 11 миллиардов лет моложе. Система, получившая название PJ0846+15 (J0846), является первым обнаруженным ядром протокластера с сильной линзой, раскрывающим, как начинали свою жизнь некоторые из самых массивных скоплений галактик в современной Вселенной. Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.
|
|
|
|
Наблюдения ALMA с высоким разрешением показывают, что то, что в данных, полученных с телескопа Планка, когда-то выглядело как один яркий субмиллиметровый источник, на самом деле представляет собой плотную концентрацию по меньшей мере 11 пыльных звездообразующих галактик, расположенных в области, расстояние между которой меньше, чем расстояние между Млечным Путем и туманностью Андромеды. Когда Вселенной было всего несколько миллиардов лет, в этих галактиках произошел мощный звездный взрыв, что сделало J0846 одним из самых быстрорастущих ядер протокластера, которые когда-либо были обнаружены.
|
|
|
|
|
|
|
Пыль в этих галактиках поглощает большую часть их видимого света, скрывая их от оптических телескопов, в то время как они образуют звезды с необычайной скоростью. Чувствительность ALMA к субмиллиметровому излучению холодной пыли и молекулярного газа проникает сквозь этот "пылевой покров", открывая газовые резервуары и активность звездообразования, которые в конечном итоге соберутся в массивное скопление галактик.
|
|
|
|
J0846 находится за массивным скоплением галактик на переднем плане, которое находится примерно на полпути к линии нашей видимости, создавая редкое двойное скопление. Скопление на переднем плане действует как гравитационная линза, увеличивающая, искажающая, а в некоторых случаях дублирующая изображения далеких галактик, подобно космическому зеркалу, увеличивающему их видимую яркость и угловой размер.
|
|
|
|
Это естественное увеличение превращает систему в мощный зум-объектив, позволяющий астрономам изучать фоновое протокластер гораздо более подробно, чем это было бы возможно в противном случае. Более молодое и удаленное протокластер находится более чем в два раза дальше, чем скопление на переднем плане, что позволяет астрономам наблюдать различные стадии эволюции скопления практически с одного и того же расстояния — это все равно, что смотреть сквозь лес, от зрелых деревьев на переднем плане до крошечных саженцев вдали.
|
|
Составление карт звездообразования и газовых резервуаров
|
|
|
|
ALMA отображает излучение CO(3-2) и пылевой континуум фоновых галактик, подтверждая, что по меньшей мере 11 систем имеют общее красное смещение и занимают компактный объем, а также позволяя точно измерить скорость их звездообразования, массы газа и динамику. Эти данные показывают, что в ядре протокластера находятся огромные запасы холодного газа, питающие интенсивное, покрытое пылью звездообразование, которое быстро увеличит звездную массу будущих скоплений галактик.
|
|
|
|
Дополнительные наблюдения VLA на частоте 6 ГГц позволяют проследить радиоконтинуум звездообразования и возможных активных ядер галактик как на переднем плане, так и на заднем плане. Изображение, полученное с помощью VLA, помогает охарактеризовать морфологию галактик скопления на переднем плане и идентифицировать радио-аналоги линзированных объектов на заднем плане, связывая воедино распределение масс при линзировании и активность внутри протокластера.
|
|
Значение для понимания эволюции скоплений
|
|
|
|
"Скопления галактик похожи на разросшийся современный мегаполис, который был построен на месте древней цивилизации прошлого. Например, если археолог углубится в землю, то обнаружит более древнюю цивилизацию. Точно так же, когда астрономы наблюдают за удаленными объектами, мы можем заглянуть еще дальше в прошлое. Таким образом, изучение этого отдаленного протокластера дает нам представление о том, как одно из самых ранних "поселений" галактик росло и эволюционировало в зрелые структуры, такие как это скопление галактик на переднем плане, которое мы наблюдаем сегодня", - сказал ведущий автор Николас Фу, аспирант Университета штата Аризона.
|
|
|
|
Протокластеры, подобные J0846, являются предшественниками современных массивных скоплений галактик, представляя собой ранние "строительные площадки", где гравитация быстро собирает газ, галактики и темную материю в крупнейшие структуры в космосе. Объединив данные ALMA о пыли и молекулярном газе с картами радиоизлучения VLA, астрономы получают многоволновую картину того, как галактики в этой плотной среде растут, взаимодействуют и трансформируются с течением времени.
|
|
|
|
Редкое расположение двух скоплений и сильное линзирование делают J0846 уникальной лабораторией для тестирования моделей формирования скоплений и совместной эволюции галактик и их окружения. Поскольку VLA и ALMA продолжают работать в этой области, система послужит ориентиром для установления связи между современными зрелыми скоплениями и их компактными, богатыми пылью, взрывающимися звездами предками в ранней Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
