1001
Астрономи виявили крихітну групу з шести молодих галактик, що існувала лише через 1,2 мільярда років після Великого вибуху. Це рідкісна можливість побачити на власні очі, як формуються найбільші галактики Всесвіту. Дослідження команди під керівництвом Роналдо Лайшрама з Національної астрономічної обсерваторії Японії подали на сервер препринтів arXiv.
Загальноприйнята космологічна модель — Lambda Cold Dark Matter — стверджує, що галактики ростуть ієрархічно, поступово, через злиття менших об’єктів упродовж мільярдів років. Щоб перевірити цю ідею, ідеально підходять щільні ділянки раннього Всесвіту — так звані протогрупи й протоскупчення. Але побачити їх складно: потрібні телескопи, здатні вловити тьмяні маломасивні галактики на колосальних відстанях і водночас підтвердити, що ці об’єкти справді пов’язані гравітацією.
Саме таку компактну протогрупу під назвою SCGG-z5 на червоному зсуві z = 4,97 і дослідила команда. Усі шість її компонентів підтверджені спектроскопічно — тобто відстань до кожного визначили за характерними спектральними лініями, а не приблизно за кольором і яскравістю. Дані отримали завдяки глибокому знімку космічного телескопа James Webb і безщілинній спектроскопії в межах огляду SAPPHIRES.
Уся шістка тісниться на ділянці неба завширшки лише близько 16 000 парсеків — приблизно 52 000 світлових років, тобто вдвічі менше за діаметр Чумацького Шляху. Три галактики формують зорі з типовою або вищою за середню для тієї епохи швидкістю, а одна робить це помітно активніше за очікування. Усі шість мають деформовані, неправильні обриси — саме такі, яких очікуєш під час активної гравітаційної взаємодії або злиття.
Карти зореутворення натякають, що в деяких галактик газ стікає всередину, до ядер, — це ознака зростання «зсередини назовні». Найбільш масивна галактика, навпаки, демонструє зворотну картину: спокійніша в центрі й активніша на околицях. Науковці припускають, що середовище групи вже починає розводити еволюційні шляхи її учасників іще до того, як система остаточно зіллється.
Аналіз розкиду швидкостей показав, що це динамічно «неспокійна» система: галактики рухаються одна відносно одної достатньо швидко, щоб здійснити кілька близьких зближень усього за 14 мільйонів років. Порівняння з космологічною симуляцією EAGLE дало прогноз: шість галактик остаточно зіллються в єдину систему приблизно на z ~ 3–4, тобто десь через 400 мільйонів років після моменту спостереження.
Далі об’єднана галактика має й надалі рости, досягнувши маси в 100 мільярдів сонць до z ~ 1 — і, можливо, стати центральною, найяскравішою галактикою майбутнього скупчення. За оцінками, увесь процес складання, від початку зореутворення до фінального злиття, триває близько 800 мільйонів років. Тож SCGG-z5 буквально спіймали посеред шляху перетворення на щось значно більше. Щоб перевірити, чи справді відмінності між галактиками спричинені припливними взаємодіями, команда планує подальші спостереження на James Webb і ALMA.
