Если быть точнее, эти галактики прекратили формировать звезды в течение первого миллиарда лет после Большого взрыва. Таким образом, ученые стали на шаг ближе к пониманию того, как эволюционируют ранние галактики.
Почему эти галактики уснули?
Используя чувствительные спектроскопические данные космического телескопа «Джеймс Уэбб», международная команда астрономов наткнулась на 14 спящих галактик с широким диапазоном масс.
Ученые называют несколько причин, по которым галактики перестают формировать новые звезды. Одна из них – наличие сверхмассивных черных дыр в их центрах. Эти гиганты вызывают интенсивное излучение, которое нагревает и вытесняет холодный газ, важнейший компонент звездообразования. Кроме того, более крупные соседние галактики могут забирать этот холодный газ или нагревать его, что приводит к остановке формирования звезд. В результате эти галактики могут оставаться в состоянии покоя бесконечно долго или же угасать.
Еще одна причина, по которой галактики теряют активность, – это обратная связь со звездами. Она происходит, когда газ в галактике нагревается и выбрасывается в результате звездных процессов, таких как взрывы сверхновых, интенсивные звездные ветры или давление, связанное со звездным светом. Таким образом, галактика переживает временный период покоя, рассказало издание Live Science.
«Обычно это временная фаза, которая длится около 25 миллионов лет», – сообщила Альба Ковело Пас, аспирантка Женевского университета и ведущая автор исследования. На протяжении миллионов лет выброшенный газ возвращается назад, а теплый газ снова остывает. Как только холодного газа становится достаточно, в галактике может начаться формирование новых звезд.
Сюрприз от JWST
До этого момента астрономы обнаружили лишь четыре спящие галактики первого миллиарда лет существования Вселенной. Из них три имели массу менее миллиарда солнечных масс, а одна – более 10 миллиардов солнечных масс. Таким образом, исследователи не очень ожидали увидеть спящие галактики в ранней Вселенной.
Первое открытие такой галактики ученые описали в 2024 году. Как рассказала Альба Ковело Пас, это открытие стало настоящим потрясением. Хотя эту галактику астрономы уже наблюдали ранее с помощью телескопа «Хаббл». Но до того, как начал работать «Джеймс Уэбб» (его запустили в конце 2021 года), они не могли знать, что галактика является спящей.
Это связано с тем, что, в отличие от «Хаббла», орбитальная инфракрасная лаборатория «Джеймс Уэбб» может не только видеть свет от этих галактик, но и предоставлять спектроскопическую информацию о них.
Пас и ее коллеги искали такие галактики в промежутках между вспышками активного формирования звезд и периодами затишья. Ученые исследовали свет около 1600 галактик, ища признаки того, что новые звезды не формируются. Команда также сосредоточилась на признаках присутствия звезд среднего или старого возраста в свете галактик. И в конечном итоге обнаружила 14 галактик массой от 40 миллионов до 30 миллиардов солнечных масс, которые прекратили звездообразование.
«Все они перестали формировать звезды за 10-25 миллионов лет до того, как мы их наблюдали», – сказала Пас. Это означает, что эти галактики придерживались прерывистого процесса звездообразования, а не непрерывно формировали звезды. Они были спокойны от 10 до 25 миллионов лет. Этот относительно короткий период затишья намекает на то, что их заставил замолчать обратная связь со звездами и что они в конечном итоге могут восстановить свою активность.
«Однако мы не можем подтвердить это наверняка, потому что не знаем, как долго они останутся в состоянии покоя, и если они останутся в этом состоянии еще 50 миллионов лет, это будет означать, что причина их угасания другая», – объяснила Пас.
Проект «Спящие красавицы»
Поскольку спящие галактики являются большой редкостью, многое в них остается загадкой. Однако астрономы надеются, что предстоящие наблюдения смогут пролить свет на эти фабрики звезд.
По словам Пас, будущая программа JWST под названием «Спящие красавицы» будет посвящена выявлению спящих галактик в ранней Вселенной. Она поможет ученым точнее оценить, как долго галактика остается в спокойной фазе, и глубже понять, как она формирует звезды.
Фото: NASA
