Далекая галактика, более массивная, чем наша галактика, с более чем триллионом звезд, показала, что «ядра» массивных галактик во Вселенной сформировались уже через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва, примерно на 1 миллиард лет раньше, чем показали предыдущие измерения.

Исследователи опубликовали свой анализ 6 ноября 2019 года в журнале The Astrophysical Journal Letters, журнале Американского астрономического общества.

«Если мы наведем телескоп на небо и сделаем далекий снимок, мы сможем увидеть там очень много галактик», — сказал Масаюки Танака, автор статьи и доцент астрономических наук в Высшем университете перспективных исследований и Национальной астрономической обсерватории Японии. «Но наше понимание того, как эти галактики формируются и растут, все еще весьма ограничено, особенно когда речь идет о массивных галактиках».

Галактики классифицируются как мертвые и живые: мертвые галактики больше не образуют звезд, в то время как живые галактики по-прежнему ярки от активности звездообразования. «Гаснущая» галактика — это галактика, находящаяся в процессе умирания, то есть ее звездообразование значительно понижается. Гаснущие галактики не такие яркие, как живые галактики, но они не такие темные, как мертвые галактики. Исследователи используют этот спектр яркости в качестве первой линии идентификации при наблюдении за Вселенной.

Исследователи использовали телескопы в обсерватории Кека на Гавайях, чтобы наблюдать гаснущую галактику в так называемом глубоком поле Subaru/XMM-Newton. Эта область неба была тщательно изучена несколькими телескопами, что дало ученым множество данных для изучения. Танака и его команда использовали прибор под названием MOSFIRE на телескопе Keck I для получения измерений галактики. Они получили двухмикронное измерение в ближнем инфракрасном спектре, которое человеческий глаз не может видеть, но это подтвердило, что свет из галактики был испущен всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Команда также подтвердила, что звездообразование галактики было понижено.

«Понижение звездообразование говорит вам о том, что, к сожалению, галактика умирает, но это именно та галактика, которую мы хотим подробно изучить, чтобы понять, почему происходит гашение», — сказал Франческо Валентино, соавтор газеты и помощник профессора в Центре космического рассвета в Копенгагене.

По словам Валентино, астрономы считают, что массивные галактики первыми умирают в истории Вселенной и что они являются ключом к пониманию того, почему гашение происходит в первую очередь.

«Мы также обнаружили, что «ядра» массивных галактик сегодня, похоже, полностью сформировались в ранней Вселенной», — сказал Танака. То, как звезды движутся в галактике, зависит от того, сколько массы содержит этот объект. Танака и его команда обнаружили, что звезды в далекой галактике движутся так же быстро, как и звезды, которые ближе к нам. «Предыдущее измерение такого рода было сделано, когда Вселенной было 2,5 миллиарда лет. Мы подняли рекорд до 1,5 миллиарда лет и обнаружили, к нашему удивлению, что ядро уже было довольно зрелым».

Исследователи продолжают изучать, как образуются массивные галактики и как они умирают в ранней Вселенной, и они ищут более массивные гаснущие галактики в далекой Вселенной, которые могут пролить свет на более ранние фазы процесса.

«Когда появилась первая мертвая галактика во Вселенной?» — спросил Танака. «Это очень интересный вопрос для нас. Чтобы на него ответить, мы будем продолжать наблюдать глубокое небо с помощью самых больших телескопов и расширять наш поиск по мере появления более совершенных технологий».