Астрономи ідентифікували надзвичайно активну галактику під назвою Y1, яка існувала лише через 800 мільйонів років після Великого вибуху. У цій галактиці утворюються зірки в 180 разів швидше, ніж у Чумацькому Шляху, що свідчить про раніше невідому еру інтенсивного зореутворення в ранньому космосі. Це відкриття дає важливі підказки про те, як галактики швидко еволюціонували на ранніх стадіях формування Всесвіту.
Безпрецедентне зореутворення
Виняткова продуктивність Y1 була підтверджена вимірюванням температури його надгарячого космічного пилу за допомогою Великого міліметрового/субміліметрового масиву Atacama (ALMA). Світло, випромінюване цією первісною галактикою, подорожувало 13 мільярдів років, щоб виявити унікальне середовище утворення зірок.
«Ми повертаємося до того часу, коли Всесвіт виробляв зірки набагато швидше, ніж сьогодні», — пояснює керівник групи Том Бакс з Технологічного університету Чалмерса. Попередні спостереження вже виявили пил в Y1, що зробило її найвіддаленішою галактикою з виявленим сяючим пилом. Це змусило дослідників запідозрити надзвичайно ефективну фабрику зірок.
Таємниця раннього пилу
Дослідження вирішує давню таємницю в космології: велику кількість пилу в ранніх галактиках. Традиційні моделі не можуть пояснити, як такі молоді галактики можуть накопичувати значну кількість пилу, оскільки пил в основному створюється старими, вмираючими зірками. Висока температура пилу в Y1 пропонує потенційне рішення.
«Галактики в ранньому Всесвіті, здається, занадто молоді для кількості пилу, який вони містять», — каже Лаура Соммовіго з Інституту плоского заліза. “Але невелика кількість теплого пилу може виглядати так само яскраво, як велика кількість холодного пилу. Це саме те, що ми бачимо в Y1”.
Це свідчить про те, що явна кількість пилу може бути оптичною ілюзією — результатом більш гарячих і яскравих частинок пилу, а не простої кількості.
Умови раннього зореутворення
Надзвичайно висока швидкість утворення зірок в Y1, ймовірно, відображає унікальні умови раннього Всесвіту. У цю епоху галактики були меншими, щільнішими та швидко зростали. Період інтенсивного зореутворення, що виробляє приблизно 180 сонячних мас зірок на рік, не міг тривати вічно. Однак такі спалахи могли бути звичайним явищем у ранньому Всесвіті.
«Ми не знаємо, наскільки поширеними можуть бути ці фази», — додає Бакс. «Але ми плануємо шукати більше прикладів подібних фабрик зірок».
Наслідки для еволюції галактик
Відкриття Y1 підтверджує ідею про те, що ранній Всесвіт був періодом хаотичної, прискореної еволюції галактик. Інтенсивне зореутворення, спричинене такими середовищами, як Y1, ймовірно, зіграло вирішальну роль у насиченні Всесвіту важкими елементами та формуванні структур, які ми бачимо сьогодні.
Будуть необхідні подальші дослідження з використанням можливостей високої роздільної здатності ALMA, щоб зрозуміти детальні механізми, що керують формуванням зірок в Y1. Це включає виявлення джерел екстремального вироблення енергії та картографування розподілу газу та пилу в галактиці.
Вивчення Y1 і подібних фабрик зірок продовжить уточнювати наше розуміння перших галактик у Всесвіті та умов, які дозволили їм так швидко розвиватися.
