Телескоп-ветеран «Хаббл» словно и не собирается уходить на пенсию. Новое открытие, которое совершили с его помощью астрономы из проекта CANDELS, возможно, не претендует на звание открытия века, однако позволяет по-новому взглянуть на процессы формирования галактик в ранней Вселенной.

Посмотрите на фото внизу. Крошечные, едва заметные пятнышки, обведенные кружками, — очень далекие и маленькие галактики. Расстояние до них составляет примерно девять миллиардов световых лет. Другими словами, мы видим их в эпоху молодости Вселенной, когда многие галактики находились в стадии формирования.

Но в их невзрачном внешнем виде повинны не только гигантские расстояния. Эти галактики сами по себе очень невелики; по размерам они в сотни раз уступают Млечному Пути, и по всей видимости, такими и останутся. Карликовые галактики, к которым относится данная популяция, являются самым распространенным типом галактик во Вселенной. Так что же привлекло внимание астрономов в этих едва заметных пятнышках света?

Звездообразование.

древние карликовые галактики

18 карликовых галактик с мощнейшим звездообразованием, открытые в рамках проекта CANDELS. Фото: NASA, ESA, A. van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy), H. Ferguson and A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute), and the CANDELS team

Невероятно мощный, похожий на цепную реакцию, процесс рождения звезд потряс ученых. Звезды в галактиках штампуются с такой скоростью, что их количество удвоится всего за десять миллионов лет! Для сравнения, Млечному Пути потребовалось в тысячу раз больше времени, чтобы удвоить свое звездное население. Такие лавинообразные процессы рождения новых солнц нехарактерны даже для периода молодой Вселенной. Собственно, именно благодаря звездообразованию «Хабблу» и удалось разглядеть галактики-крошки, поскольку излучение от молодых, горячих звезд вызвало яркое сияние кислорода в окружающем их газе.

«Согласно последним исследованиям звездообразование в карликовых галактиках было относительно медленным процессом, растянувшимся на миллиарды лет», — сказал Гарри Фергюсон (Harry Ferguson) из Научного института космического телескопа (STScI), один из руководителей обзора CANDELS. Но теперь не все так однозначно. По мнению Фергюсона, находка в ранней Вселенной карликовых галактик с очень высокими темпами звездообразования заставляет ученых пересмотреть взгляды на их формирование.

Обзор CANDELS (Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey), в рамках которого было совершено открытие, — это амбициозный трехлетний проект, посвященный анализу самых далеких галактик во Вселенной. Команда CANDELS обнаружила 69 молодых карликовых галактик, снятых широкоугольной камерой для обзоров «Хабблов» в ближнем инфракрасном свете.

карликовые галактики с мощным звездообразованием

Изображение еще 28 крошечных галактик, открытых с помощью телескопа «Хаббла». Эти галактики находятся на расстоянии 9 миллиардов световых лет от Земли и примечательны крайне интенсивными процессами рождения звезд. Фото: NASA, ESA, A. van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy), H. Ferguson and A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute), and the CANDELS team

В целом наблюдения показывают, что недавно обнаруженные галактики были очень распространены девять миллиардов лет назад. Так что находки астрономов — не аномалия. Другое дело, пока у них нет ответа на вопрос, что явилось причиной столь интенсивного звездообразования в обнаруженных галактиках. Компьютерное моделирование показывает, что процесс рождения звезд в небольших галактиках может быть эпизодическим. Газ охлаждается и коллапсирует, образовывая звезды. Звезды затем разогревают газ путем, например, взрыва сверхновых, которые сдувают газ. Через некоторое время газ собирается, охлаждается и снова коллапсирует, порождая новый всплеск звездообразования.

«Хотя эти теоретические предсказания могут дать подсказки для объяснения формирования звезд в недавно обнаруженных галактиках, наблюдаемые «всплески» гораздо более интенсивны, чем те, что мы получаем на симуляциях», — говорит Арьен Ван дер Вель (Arjen van der Wel) из института им. Макса Планка, ведущий автор статьи с результатами открытия.

Для того, чтобы определить причину бурного звездообразования в карликовых галактиках, проницающей мощи «Хаббла», вероятнее всего, окажется недостаточно. Астрономам придется подождать ввода в строй космического телескопа им. Джеймса Уэбба, запуск которого, правда, пока находится под вопросом.

По материалам НАСА.