693
Уявіть собі не дві галактики, що повільно сходяться одна до одної, а одразу шість, які одночасно врізаються й перемішуються, утворюючи майбутнього космічного «монстра». Саме таку надрідкісну подію описує нова робота команди астрономів на чолі з Ц. Л. Вень (Z. L. Wen) з Китайської академії наук, яка аналізує скупчення WHY J0501+01: єдине з понад п’ятдесяти тисяч відомих сусідніх скупчень, де в центрі зливаються більше ніж чотири галактики.
Про це мегазлиття вперше стало відомо завдяки оглядовим спостереженням, а детальний опис подано в препринті на arXiv, про який розповідає видання Universe Today. Новий аналіз показав не лише виняткову рідкісність такої події, а й її справді гігантські масштаби.
Що відомо коротко
- У скупченні WHY J0501+01 виявили ядро з шести масивних галактик, що одночасно зливаються.
- П’ять з цих галактик мають масу понад 10^11 сонячних мас, тобто близько 100 мільярдів зірок у кожній.
- Очікувана маса кінцевої об’єднаної галактики становитиме приблизно 1,16×10^12 сонячних мас, що робить її однією з найбільших відомих.
- Навколо центру злиття простягається «туман» зірок — 310 кпк внутрішньокластерного світла, вирваного силою тяжіння.
- Подібний випадок трапляється надзвичайно рідко: лише 1 раз на 52 803 вивчені скупчення має більше ніж чотири зливаючі галактики.
Як виглядає «тектоніка плит» з галактик
Наш мозок звик до масштабів міст і гір, але не до масштабів скупчень галактик. Тому корисно уявити цю подію як версію тектоніки плит, тільки не на Землі, а в космосі. Якщо континенти повільно змикаються мільйони років, то в WHY J0501+01 роль континентів відіграють цілі галактики.
Кожна з п’яти найбільших галактик має приблизно стільки ж зірок, скільки вважають у нашому Чумацькому Шляху, — порядку 100 мільярдів. Тепер уявіть п’ять таких «Чумацьких Шляхів» плюс ще одну трохи меншу галактику, які всі одночасно падають одна в одну. Їхні гравітаційні поля, як величезні космічні вихори, перекручують траєкторії зірок, викидають частину з них геть і повільно будують одну колосальну загальну структуру.
Астрономи називають кінцевий результат такого злиття найяскравішою галактикою скупчення — це гігант, який домінує над усіма іншими галактиками в межах скупчення, мов місто-мільйонник серед невеликих містечок.
Як вдалося помітити це мегазлиття
Скупчення WHY J0501+01 уперше виділили ще в 2018 році завдяки великим оглядовим проєктам неба — таким як Two Micron All Sky Survey, WISE та SuperCOSMOS. Проте «серце» з шести зливаючих галактик тоді ще не було очевидним: воно ховалося в деталях зображень.
Ключем стали огляди Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), у яких використовували телескопи Майолл, Бок та Бланко в Аризоні й Чилі. Завдяки цим даним астрономи змогли розрізнити окремі масивні галактики в центрі скупчення та побачити, що вони не просто сусіди, а саме учасники одного грандіозного злиття.
Ще один дивовижний елемент — 310-кілопарсекова «вуаль» внутрішньокластерного світла. Це наче світний зоряний туман, утворений зірками, які гравітаційні сили буквально вирвали з їхніх рідних галактик під час взаємодії. Щоб побачити цю тьмяну сяючу оболонку, дослідникам довелося «відняти» світло самих галактик, немов прибравши прожектори, щоб розгледіти слабке післясвітіння за ними.
Додаткові спостереження виконала нова рентгенівська установка Einstein Probe Follow-up X-ray Telescope (EP-FXT). Вона показала, що гаряча плазма навколо центру скупчення буквально «бовтається» — там спостерігається масштабне «плескання» (sloshing) і довгий хвіст плазми, пов’язаний із зіткненням галактик. Це пряме свідчення того, що система далека від спокою.
Чому це злиття таке рідкісне
Масштаб цієї події вражає не лише розмірами, а й своєю малоймовірністю. Дослідники проаналізували 52 803 сусідніх скупчень галактик у даних DESI і виявили, що лише одне з них — WHY J0501+01 — містить більше ніж чотири галактики, які одночасно зливаються в ядрі.
Для порівняння: у тій же вибірці вдалося знайти лише 12 прикладів «четверних» злиттів, тобто з участю чотирьох галактик, і аж 2 233 подвійних злиття. Тобто парні зіткнення — відносно звична річ у космосі, тоді як «секстет» на кшталт WHY J0501+01 — майже статистична аномалія.
Коли злиття завершиться, а на це піде від 800 мільйонів до 1,9 мільярда років, утворена галактика матиме масу близько 1,16×10^12 сонячних. За оцінками, це приблизно на 2,6 стандартних відхилення більше, ніж передбачають типові масштабні залежності для скупчень такого типу. Іншими словами, результат буде більшим, ніж «очікуваний за правилами» — ще один натяк, що перед нами справді екстремальний випадок.
Що це говорить про еволюцію найбільших галактик
Галактики не народжуються одразу гігантами — вони виростають через поступові злиття менших систем, як міста, що поглинають навколишні селища. WHY J0501+01 — це рідкісний момент, коли ми застаємо такий процес у самому розпалі, причому в рекордно масивному й хаотичному варіанті.
Автори роботи описують ядро скупчення як «нерозслаблене». За цим сухим терміном ховається справжній гравітаційний шторм: галактики взаємно «штовхають» одна одну, їхні зоряні диски деформуються, а зірки розлітаються в міжгалактичний простір. Усе це супроводжується кипінням надгарячої плазми, що світиться в рентгенівському діапазоні.
Такі крайні випадки, як це мегазлиття «1 з 52 803», дозволяють астрономам перевірити теорії формування найяскравіших галактик у скупченнях. Оскільки час злиття в масштабах Всесвіту доволі короткий — лише «мить» у кілька мільярдів років, — спостерігати за системою на різних етапах дає змогу буквально побачити, як народжується одна з найбільших галактик.
Наше власне скупчення, де розташований Чумацький Шлях, у далекому майбутньому також зазнаватиме масштабних злиттів. Тож спостерігаючи за WHY J0501+01, ми ніби дивимося з безпечної відстані на те, що одного дня може статися й у нашому космічному «районі».
FAQ
Це вже підтверджене відкриття чи лише попередні результати?
Описана система спирається на реальні спостереження з кількох оглядових проєктів і рентгенівського телескопа EP-FXT, однак детальна робота все ще перебуває на стадії препринта на arXiv. Це означає, що результати мають сильну спостережну базу, але наукова спільнота ще продовжує їх ретельно перевіряти.
Чому астрономи не помітили це мегазлиття раніше?
Скупчення відкрили ще 2018 року, але деталі злиття ховалися в слабкому внутрішньокластерному світлі й складній структурі ядра. Потрібні були глибші зображення й уважний аналіз, щоб «відняти» світло окремих галактик і побачити спільну зоряну «туманність» та реальну кількість учасників злиття.
Чи є щось подібне ближче до Чумацького Шляху?
У навколишньому Всесвіті відомі подвійні та навіть четверні злиття галактик, але система з шістьма одночасно зливаючими галактиками трапляється надзвичайно рідко. У вибірці з понад 50 тисяч скупчень такий випадок виявився лише один, тож нічого настільки екстремального поруч із нами наразі не спостерігають.
Що буде із надмасивними чорними дірами в центрах цих галактик?
У кожної з масивних галактик, ймовірно, є своя надмасивна чорна діра в центрі. У процесі злиття вони повільно зближуватимуться та згодом можуть утворити одну ще масивнішу чорну діру. Це, своєю чергою, стане сильним джерелом гравітаційних хвиль, хоча такі події відбуватимуться на часових масштабах, що значно перевищують тривалість людської цивілізації.
Один-єдиний випадок на десятки тисяч скупчень раптом показує Всесвіт як місце, де навіть самі «міста зірок» стають будівельним матеріалом для ще більших монстрів. Спостерігаючи, як шість величезних галактик поволі змішуються в одну, ми бачимо не просто красиву космічну картинку, а живу еволюцію структури Всесвіту — і нагадування, що навіть наш Чумацький Шлях у цьому масштабному процесі лише тимчасова й проміжна форма.
Астрономи впіймали надрідкісний мегазлиття шести галактик з’явилася спочатку на Цікавості.
