Сверхмолодое массивное скопление, формирующееся в результате гравитационного коллапса зарождающейся галактики
An extremely young massive clump forming by gravitational collapse in a primordial galaxy. A. Zanella, E. Daddi, E. Le Floc’h, F. Bournaud, R. Gobat, F. Valentino, V. Strazzullo, A. Cibinel, M. Onodera, V. Perret, F. Renaud, C. Vignali. Nature. 2015. Vol. 521. No 7550. P. 54–56.
Наблюдая за скоплением галактик в созвездии Волопаса при помощи телескопа HST (Hubble Space Telescope), авторы обнаружили в одной из древних галактик формирующийся гигантский звездный кластер, содержащий в себе 2,5 млрд солнечных масс материи. Это первый опыт наблюдения самых ранних этапов формирования звездных скоплений. Первые звезды Вселенной были совершенно не похожи на современные светила, так как их недра не содержали в себе астрономических «металлов» – элементов тяжелее водорода и гелия. Из-за этого размеры таких светил были практически ничем не ограничены и их масса могла превышать солнечную в 300-400 раз и более. Столь массивные светила вряд ли могли формироваться в тех же условиях и по тем же законам, что и современные звезды. По этой причине астрофизиков давно интересуют древнейшие звездообразующие кластеры, изучение и наблюдение за формированием которых может помочь понять, как возникали первые звезды Вселенной и в каких условиях они рождались. В статье описывается потенциально первый пример таких зарождающихся скоплений – сверхмолодая галактика из скоплениям галактик CL J1449+0856 в созвездии Волопаса, удаленном от нас на 10,3 млрд световых лет. Сегодня мы видим галактики в этом скоплении в том состоянии, в котором они существовали примерно через 3 млрд лет после Большого Взрыва, то есть – на самых ранних этапах формирования Вселенной. Описываемая галактика имеет размеры по длинной оси в несколько тысяч световых лет, а ее газ только начал объединяться в относительно плотный комок материи. Размеры и масса зарождающейся галактики позволяют предположить, что за ближайшие несколько десятков миллионов лет в ней должно родиться несколько тысяч звезд общей массой в 300 миллионов Солнц. Звезды здесь уже сейчас формируются с очень высокой скоростью, превышающей норму для галактик в юной Вселенной в 20-30 раз, и в будущем это значение увеличится еще в 3-5 раз. В этом отношении данное скопление газа не похоже на менее крупные звездообразующие кластеры в современных галактиках, где частота звездообразования растет заметно медленнее по мере уплотнения газа. Подобные гигантские облака газа, вероятно, являются главной причиной того, почему звезды рождались значительно чаще в юной Вселенной, чем они появляются на свет сейчас. Как полагают авторы, единственными следами существования таких ранних кластеров сегодня являются балджи – плотные скопления из нескольких миллиардов звезд в центре Млечного Пути и многих других галактик. Звездообразующие сгустки формируются внутри плотных облаков из газа и пыли, называемых «темными туманностями», в наиболее плотных частях которых происходит дальнейшее уплотнение материи под действием гравитации. Затем в образовавшемся в результате этого процесса облаке формируются протозвезды, и, в конце концов, – звезды. В работе подробно описывается, как проводился анализ изображений и спектрограмм, полученных при помощи космического телескопа Hubble, с целью идентификации сгустка материи, который, как считают исследователи, однажды станет «колыбелью» для новорожденных звезд. На сегодняшний день исследователи изучили 68 галактик скопления CL J1449+0856 на предмет наличия в них признаков активного звездообразования.
В.В. Стрекопытов