Согласно господствовавшим представлениям, когда Вселенной было лишь несколько миллиардов лет, в ней могли существовать лишь хаотичные, активно рождающие звезды системы, а не гигантские скопления из старых светил.
Ученые под руководством Института радиоастрономии Общества Макса Планка (Германия) задействовали комплекс радиотелескопов ALMA в Чили, чтобы изучить протоскопление SPT2349-56. Этот объект возник всего через 1,4 млрд лет после Большого взрыва и расположен в созвездии Феникса в 12 млрд световых лет от Земли.
Специалисты обнаружили, что в центре SPT2349-56 кипела невероятная активность: четыре тесно взаимодействующие галактики буквально врезались друг в друга, порождая новые звезды с немыслимой скоростью — одно светило каждые 40 минут. Для сравнения, наш Млечный Путь производит всего 3-4 звезды в год.
В то время как более крупные галактики обычно растут иерархически, постепенно сливаясь с меньшими соседями, некоторые гиганты могут формироваться совершенно иначе. Массивная эллиптическая галактика способна возникнуть стремительно, всего за несколько сотен миллионов лет, в результате коллапса и слияния крупной первичной структуры. Это время сопоставимо с одним оборотом Солнца вокруг центра Млечного Пути
Главным открытием стало обнаружение гигантских приливных хвостов — потоков вещества, выброшенных гравитационным взаимодействием при столкновении четырех галактик. Эти структуры неслись со скоростью 300 км/с и простирались на территорию, значительно превышающую размеры Млечного Пути. Ударные волны, возникающие при столкновениях, возбуждали атомы ионизированного углерода, заставляя их светиться в субмиллиметровом диапазоне. Это свечение позволило астрономам впервые предельно точно измерить движение газа в выброшенной гравитацией спирали.
Исследователей ждал еще один сюрприз: сгустки приливных обломков оказались связаны в единую цепочку, тянущуюся к 20 дополнительным сталкивающимся галактикам на периферии коллапсирующей структуры. Это указало на общее происхождение всего «звездного водоворота».
Николас Зульценауэр добавил, что ему и его коллегам впервые удалось наблюдать начало каскадного слияния, которое приведет к трансформации целого скопления. Большинство из 40 богатых газом галактик впоследствии будут разрушены и превратятся в одну гигантскую эллиптическую галактику менее чем за 300 млн лет — мгновение по меркам космоса. Исследование опубликовано в научном издании The Astrophysical Journal.
Ключевую роль в интерпретации данных сыграли детальные численные симуляции, проведенные студентами университета Британской Колумбии. Их расчеты помогли связать наблюдения коллапсирующего протоскопления с более поздними стадиями эволюции зрелых скоплений галактик. Точное совпадение моделей с реальными данными помогло объяснить, как тяжелые элементы вроде углерода нагреваются и распространяются в первых галактических кластерах.
Ранее Наука Mail рассказывала о первом наблюдении за рождением материи из квантового вакуума.
