Ученые изучают скопление галактик SPT2349-56, которое мы видим таким, каким оно было во времена молодости Вселенной. Они нашли в нем огромное облако водорода. Очевидно, оно питает процессы звездообразования, которые происходят там.
Скопление галактик
Астрономы с помощью Атакамской большой миллиметровой / субмиллиметровой решетки (ALMA), а также дополнительных данных из эксперимента Atacama Pathfinder Experiment (APEX), обнаружили удивительно большой запас молекулярного газа в протоскоплении галактик, известном как SPT2349-56. Это протоскопление, расположенное примерно на расстоянии 12 млрд световых лет, является областью ранней Вселенной, где скопление галактик только начинает формироваться.
Скопления галактик являются крупнейшими структурами во Вселенной, и понимание их формирования является главной целью ученых. Протоскопления, такие как SPT2349-56, предлагают уникальное окно в этот процесс, позволяя астрономам наблюдать за галактиками, когда они объединяются в плотной среде.
Это новое исследование под руководством Дажи Чжоу из Университета Британской Колумбии, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Letters, сосредотачивается на молекулярном газе в SPT2349-56. Молекулярный газ, прежде всего водород, является сырьем для звездообразования, которое играет решающую роль в эволюции галактик.
Основные выводы исследования
Отсутствующий газ. Сравнивая наблюдения из конфигурации ALMA с высоким разрешением с данными с меньшим разрешением, полученными с Атакамской компактной решетки (ACA) и APEX, команда обнаружила значительное количество молекулярного газа, который был «невидимым» на изображениях ALMA с высоким разрешением. ACA обнаружил на 75% больше CO, чем сумма отдельных источников, обнаруженных на данных ALMA с высоким разрешением.
Расширенный резервуар. Отсутствующий газ — это не просто несколько слабых, необнаруженных галактик. Вместо этого, это, похоже, диффузный резервуар газа, распространенный по всему протоскоплению.
Топливо для вспышек звезд. Этот скрытый резервуар газа может быть ключом к пониманию интенсивной активности звездообразования, наблюдаемой в SPT2349-56. Наличие такого количества дополнительного газа увеличивает запас топлива для звездообразования, а это означает, что общее время истощения превысит 400 миллионов лет.
Прото-внутрикластерная среда. Команда предполагает, что этот расширенный газ может быть предшественником горячего диффузного газа, известного как внутрикластерная среда, которая заполняет зрелые скопления галактик.
«Это открытие подчеркивает мощность ALMA, особенно когда он используется в нескольких конфигурациях, — говорит Чжоу. — Наблюдения с высоким разрешением позволили нам точно определить отдельные галактики, тогда как данные с более низким разрешением открыли более широкую картину — расширенный газ, который соединяет эти галактики и питает их звездообразование».
Экстремальное звездообразование в скоплении галактик
SPT2349-56 — это экстремальная система, которая образует звезды примерно в 10 000 раз быстрее, чем наш Млечный Путь, но при этом имеет сопоставимый размер, и эти наблюдения подтолкнули ученых к пониманию формирования и эволюции галактик. Ни одна симуляция или модель формирования галактик ранее не предусматривала такой чрезмерной плотности газа.
Эти результаты также свидетельствуют о том, что наблюдения ALMA с высоким разрешением, хотя и прекрасно подходят для изучения отдельных галактик, могут пропустить значительный компонент газа в этих ранних скоплениях. Отсутствующий газ может находиться в окологалактической среде (ОГС) или в предварительно нагретой прото-внутрикластерной среде (прото-ВВС).
Будущие исследования с использованием всех возможностей ALMA, включая компактные конфигурации решетки, будут иметь решающее значение для полной характеристики этого скрытого газового резервуара и понимания его роли в формировании скоплений галактик.
По материалам phys.org
