Как сформировался самый яркий объект Вселенной

Активные галактики – одни из самых ярких и впечатляющих объектов на небе. Они обычно бывают массивными и удалёнными, и излучают чрезвычайно большое количество энергии в процессе, когда материя падает на сверхмассивные чёрные дыры, скрывающиеся в их центре. Астрономы недавно обнаружили, что некоторые из них скрыты от наших глаз огромными количествами газа и похожей на дым пыли. Однако неизвестно, как эти редкие объекты формируются и “питаются”.

Но теперь наша команда астрономов разузнала больше данных по поводу происхождения самой яркой галактики Вселенной: квазара под названием W2246. Наши открытия, опубликованные в журнале Science, раскрывают явные признаки того, что W2246 формируется путём слияния нескольких галактик.

Впервые W2246 нашли во время инфракрасного сканирования всего неба, проведённого космическим телескопом WISE в 2010-м. Однако мы видим объекты не такими, какие они сегодня. Заглядывая во Вселенную, мы получаем свет, которому на то, чтобы дойти до нас, потребовалось приличное время. И эта галактика находится настолько далеко от нас, что мы видим её такой, какой она была, когда возраст Вселенной составлял лишь 8% от её текущего возраста.

Этот объект чрезвычайно ярок – он примерно в 10 000 раз ярче нашей Галактики, Млечного Пути. Предыдущие исследования, проведённые на различных передовых телескопах – включая Атакамскую большую антенную решётку миллиметрового диапазона (ALMA), и космические телескопы Хаббл и Гершель – в 2016 году подтвердили, что W2246 держит рекорд по яркости среди всех галактик во Вселенной.

Большая часть энергии, присущей W2246, испускается относительно небольшим участком в её центре, в несколько раз меньшим по сравнению с Млечным Путём. Также изображения показывают, что там находится очень горячий газ под высоким давлением, который начинает расширяться во всех направлениях в виде пузыря.

Новые наблюдения

Последние наблюдения делали мой коллега Танио Диаз Сантоз в Чили и ещё 11 астрономов, использовавших телескопы ALMA и Сверхбольшую Антенную Решётку (VLA) имени Карла Янского, находящиеся в Чили и Нью-Мексико, соответственно. Благодаря этой работе мы смогли увидеть смог из газа и пыли внутри W2246 с беспрецедентной детализацией.


Изображение W2246-0526 и его компаньонов, подпитывающих его через трансгалактические потоки материи, с телескопа ALMA

То, что объект W2246 может быть таким ярким, не питаясь материей близлежащих галактик, давно было загадкой для астрономов, и вероятным вызовом нашим теориям формирования галактик. Однако новые результаты показывают, что у него действительно есть несколько галактик-компаньонов, которые он поглощает. Тому свидетельством являются пылевые мосты из богатого углеродом твёрдого материала, напоминающего дизельную сажу. Они отмечают пути, по которым материя из галактик-компаньонов движется в направлении засасывающей её сверхмассивной чёрной дыры.

Наличие сажи важно, поскольку она состоит из элементов, появляющихся только в результате ядерных реакций, происходящих внутри массивных звёзд, а потом распространяющихся по галактике, когда эти звёзды взрываются во вспышках сверхновых. Это говорит о том, что газ вокруг W2246 уже прошёл через жизненные циклы звёзд в прошлом – возможно, в окружающих галактиках – до того, как принять участие в текущем взрыве активности. Таким образом, новые фотографии дают нам представление не только о происходящей в этой галактике активности, но и о её ранней истории.

Чтобы ALMA смогла увидеть эту пыль, последняя должна активно разогреваться. Это могут делать молодые звёзды, также находящиеся в пылевых мостах, или же излучение чрезвычайно яркого ядра W2246. Состояние газа в мостах говорит о том, что даже если W2246 и является основным источником тепла, газ в мостах всё равно способен схлопываться под своей собственной тяжестью, и формировать в плотных облаках новые звёзды; поэтому центральная чёрная дыра, подпитывающая W2246, может этот газ поглощать.

Яндекс.Еда: скидка 25% при первом заказе на сумму от 700 рублей, промокод AGHGYY

Оплатите подписку, и реклама отключится

На основе относительной скорости и разделения галактик-компаньонов можно представить себе, сколько массы они содержат. Мы также можем оценить длительность текущих взаимодействий примерно в 200 млн лет. Всё вместе позволяет нам оценить скорость поглощения газа чёрной дырой, и сделать выводы о том, что этого действительно должно хватать для такого выброса энергии, который мы наблюдаем у этого объекта.


Антенны ALMA

Однако нам не видно подробностей того, что происходит внутри яркого и компактного ядра галактики, когда в него падает материал, попадающий в чёрную дыру (которая разогревает его и заставляет часть материала улетать прочь). Для того, чтобы понять, что происходит в самом центре W2246, потребуются наблюдения на более крупных масштабах.

К счастью, последующие наблюдения при помощи телескопа ALMA и готовящегося к запуску космического телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST), запуск которого запланирован на 2021 год, помогут точно определить, как именно газ и пыль распределены в галактиках и как они движутся, и как этот газ превращается в звёзды и поглощается чёрной дырой.

Эти наблюдения не только дадут нам новые сведения по этой экстремальной галактике, но и помогут нам понять процессы возникновения обыкновенных галактик, и условия, которые требуются для запуска наиболее ярких фаз существования галактик.

Было здорово наблюдать за W2246. Примерно через 100 млн лет она определённо закончит пожирать близлежащие галактики. После этого она потеряет свою яркость, и следующий объект примерит на себя титул ярчайшей галактики во Вселенной. Ничто не вечно.

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

322 просмотров всего, 1 просмотров сегодня