Для формирования галактики необходима устойчивая подача холодных газов, которые способны претерпевать гравитационный коллапс. Чем больше галактика, тем больше холодного газа ей требуется для формирования и роста.

Массивным галактикам, обнаруживаемым в ранней Вселенной, требовались большие количества холодного газа – массой свыше 100 миллиардов масс Солнца.

Но откуда эти ранние гигантские галактики могли получать столько холодного газа, если в их непосредственных окрестностях располагался лишь более горячий газ?

В новой работе астрономы во главе с Хайем Фу (Hai Fu), адъюнкт-профессором кафедры физики Университета Айовы, США, представляют результаты наблюдений, доказывающие существование потоков холодного газа, которые проходят сквозь горячую атмосферу в гало из темной материи ранней массивной галактики, поставляя в эту галактику материал, необходимый для формирования звезд.

Примерно два десятилетия назад физики предположили, что в ранней Вселенной питать галактики холодным газом могли космические филаменты, однако до настоящего времени эта гипотеза не была подкреплена наблюдательными данными.

В своей новой работе команда Фу воспользовалась удачной конфигурацией – присутствием двух квазаров, находящихся позади изучаемой массивной галактики ранней Вселенной. Свет, идущий со стороны этих квазаров, пересек филамент холодного газа, питающий массивную галактику (см. фото), что открыло возможность определить химический состав вещества филамента спектральными способами.

Проведенный анализ спектров света квазаров, поглощаемого и переизлучаемого филаментом холодного газа в изучаемой галактике, показал, что в газе потока содержится мало тяжелых химических элементов, таких как алюминий, углерод, железо и магний. Поскольку эти элементы формируются внутри звезд, то их низкие концентрации могут указывать на то, что газ втекает в галактику из межгалактического пространства, обедненного звездами и соответственно формируемыми в этих звездах тяжелыми элементами, а не вытекает из нее, сделали вывод Фу и его коллеги.