Астрономи вперше простежили за руйнуванням зоряних колисок у зіткненні галактик

23 травня 2025 р. 12:28

23 травня 2025 р. 12:28

Дует телескопів VLT та ALMA дозволив астрономам вперше детально простежити, як внаслідок зіткнення пари галактик, в одній з них руйнувалися зоряні колиски — осередки зореутворення. Нищило їх випромінювання з квазара однієї з галактик — надяскравого активного ядра, яке утворюється навколо надмасивної чорної діри, що активно поглинає навколишній матеріал. Спостереження стало першим доказом безпосереднього впливу випромінювання квазарів на структуру інших галактик. Дослідження опубліковане у журналі Nature .

Зображення, отримане телескопом ALMA, що показує молекулярний склад газу двох галактик, що беруть участь у космічному зіткненні. Праворуч розташована галактика, у якій активувався квазар, що знищив зореутворення у сусідній галактиці. ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Balashev and P. Noterdaeme et al.

Навіщо астрономи стежили за зіткненням галактик?

Зіткнення галактик вважаються одним з механізмів запуску квазарів у них — активних ядер, де надмасивна чорна діра поглинає газ і пил із навколишнього середовища і випромінює величезну кількість енергії у вигляді ультрафіолетового, рентгенівського та радіовипромінювання. Утім, ані деталі цього процесу, а ні його вплив на подальшу долю галактик, дотепер лишається маловивченим. Зокрема це пов'язане з тим, що більшість подій злиття галактик та активації квазарів відбулися у перші кілька мільярдів років існування Всесвіту. Тому астрономи мусять шукати далекі та складні для спостережень давні галактики, аби відтворити ці ранні етапи еволюції у реальному часі. Пару таких вдалося дослідити завдяки телескопам VLT та ALMA.

Перші антени телескопа ALMA. ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), W. Garnier (ALMA)

Що побачили телескопи?

VLT та ALMA спостерігали за парою галактик, що знаходяться на відстані близько 11 мільярдів світлових років від нас. Одна до одної ж вони набагато ближчі — їх розділяє всього 16 тисяч світлових років, й кожну секунду вони наближаються одна до одної приблизно на 550 кілометрів. Квазар, що активувався в одній із цих галактик, став джерелом потужного випромінювання, яке вдалося детально дослідити за допомогою спектрографа телескопа VLT. Інструмент зібрав спектр цього випромінювання у широкому діапазоні — від ультрафіолетового до інфрачервоного, а також виявив окремі атоми й молекули, що відображали умови та хімічний склад у регіоні, де діє квазар. Радіообсерваторія ALMA, у свою чергу, аналізувала вміст в обох галактиках молекулярного вуглекислого газу, який є ключовим компонентом, необхідним для формування нових зірок.

Спостереження показали, що випромінювання, яке вивільнюється квазаром, порушує хмари газу й пилу у сусідній галактиці на відстані понад 30 тисяч світлових років. Ультрафіолетове та рентгенівське випромінювання іонізує та руйнує молекули вуглекислого газу, через що у галактиці лишаються лише дуже щільні та малі газові згустки. Вони замалі, щоб підтримувати зореутворення, через що його темпи уповільнюються по всій галактиці, впливаючи на її розвиток загалом. Моделювання засвідчило, що цей процес може тривати у галактиці кілька сотень мільйонів років та призвести до довготривалого занепаду зоряної активності у зонах, що зазнали впливу квазара.

Чому це важливо для розуміння еволюції Всесвіту?

Відкриття науковців пояснює, чому багато масивних галактик у нашому локальному Всесвіті припинили утворювати нові зірки та перетворилися на так звані «мертві» галактики. Імовірно, вони пережили такі ж процеси, які переживає зараз галактика, яку спостерігали VLT та ALMA. Отримані ними дані допоможуть краще відтворити минуле цих галактик та допомогти астрономам уточнити, яким був Всесвіт на самих початках його формування.

• Утім, завершення активного зореутворення, як виявилося, не завжди вказує на смерть галактики. Астрономам вдалося знайти одну таку , у якій після 20 мільйонів років анабіозу народження світил поновилося, змінюючи уявлення про еволюцію ранніх галактик у Всесвіті.

Наука