Astronomii au descoperit un sistem incredibil de rar în care se contopesc cel puțin cinci galaxii din universul timpuriu – la doar 800 de milioane de ani după Big bang. Descoperirea remarcabilă a fost făcută folosind date din James Webb Space Telescop (Jwst) și Telescopul spațial Hubble.
Fuziunile galaxiei joacă un rol cheie în formarea galaxiei în universul timpuriu. Deși nu se vede în mod obișnuit, apar sisteme de fuziune, implicând de obicei două galaxii. Cu toate acestea, fuziunea recent identificată, poreclită cvintetul JWST, conține cel puțin cinci galaxii și 17 grupuri de galaxie.
„Găsirea unui astfel de sistem cu cinci galaxii legate fizic este excepțional de rară, atât în simulările actuale, cât și în observații”, a declarat autorul principal al studiului Weida Huun cercetător postdoctoral la Texas A&M University. „Probabilitatea de a detecta chiar unul [multiple-galaxy merger] este destul de scăzut, ceea ce ridică posibilitatea ca am putea fi „norocoși” în identificarea acestui sistem atât de devreme ”, a spus Hu Science Live într -un e -mail.
Aceste galaxii se numesc galaxii din linia de emisie, deoarece au semnături proeminente în lumina lor, în special cele emise de hidrogen și oxigen, care sunt semne de formare a noilor stele care se formează.
Puterea a doi
Cercetarea, publicată pe 15 august în Jurnal Astronomia naturiia folosit o combinație de date JWST și Hubble.
Camera de infraroșu aproape de JWST (NIRCAM) a arătat la un halo mare de gaz în jurul grupului de galaxii, ceea ce a însemnat că cele cinci galaxii nu sunt independente, dar sunt în schimb conectate fizic și încorporate în același sistem, a explicat Hu.
Înrudite: Imaginile James Webb Telescope dezvăluie că există ceva ciudat cu Interstellar Comet 3i/Atlas
În timp ce unele dintre aceste galaxii au fost detectate anterior folosind Hubble, „doar datele JWST ne spun că cele cinci galaxii au același redshift și interacționează între ele”, a adăugat Hu. .
Hu a sugerat că ar putea exista și alte galaxii slabe sau ascunse legate de cvintetul JWST care încă nu au fost detectate. Descoperirea acestor galaxii poate necesita observații avansate de lungime de undă.
Fuziunile de univers timpuriu care implică mai mult de două galaxii sunt extrem de rare, a spus CHRISTOPHER CONSELICEun profesor de astronomie extragalactică la Universitatea din Manchester care nu a fost implicat în studiu.
“Dacă te uiți la toate galaxiile, atunci 20-30% dintre ele vor fi într-o fuziune. Aceasta va fi doar două galaxii. Fracția acestor sisteme multiple de fuziune va fi mult, mult mai mică și nu avem încă statistici pe ea, dar cu siguranță mai mică decât 1%”, a spus Conselice Live Science.
Echipa a constatat că cele două galaxii principale din sistem par a fi separate pe o distanță de 43.300 de ani lumină, iar cea mai îndepărtată pereche dintre toate galaxiile din sistem par a fi la 60.700 de ani lumină. (Pentru comparație, al nostru Calea lactee Galaxy este de aproximativ 100.000 de ani-lumină la sfârșit.)
“Faptul că galaxiile sunt în mod spațial strâns este indiciu că probabil se vor contopi”, a spus Conselice. „Există un loc pentru interpretare cu privire la faptul dacă unele obiecte ar putea fi părți ale aceleiași galaxii”, a adăugat el.
Vărul îndepărtat
Acest sistem este similar cu omologul său local, Quintetul lui Stephancare este o fuziune de patru galaxii, cu o a cincea galaxie care apare în aceeași parte a cerului, dar nu se contopește.
“O asemănare izbitoare este prezența unui pod de material care leagă două galaxii în cvintetul JWST – o caracteristică văzută și în cvintetul lui Stephan, indicând cozile de maree produse de interacțiunea galaxiei”, a spus Hu. “Cu toate acestea, rata de formare a stelelor din quintetul JWST este mult mai mare.”
În timp ce toate galaxiile din quintetul lui Stephan sunt sisteme mult mai vechi în universul din apropiere și, prin urmare, sunt mai puțin active, galaxiile din quintetul JWST sunt bogate în gaz și formează puternic stele noi cu un ritm mai mare decât se aștepta pentru acea perioadă.
Quintetul lui JWST, cu cel puțin cinci galaxii și 17 grupuri de galaxie, are o masă stelară totală de 10 miliarde de soare. Studiul sugerează că rata de formare a masei ridicate și a stelelor indică faptul că galaxiile din fuziune pot evolua într -o galaxie masivă de liniște, apărând la aproximativ 1 miliard până la 1,5 miliarde de ani după Big Bang. Galaxiile Quiescent sunt cele care încetează să formeze noi stele. Studii anterioare JWST au detectat mai multe dintre ele în universul timpuriu, care a ridicat întrebări despre modul în care galaxiile ar putea deveni „moarte” atât de devreme în univers.
Conselice a spus că viitorul contopirii galaxiilor este o mare întrebare. S-ar putea să ajungă ca galaxii care formează stea, dar cu mai puțină activitate, sau ar putea deveni „morți” sau pasivi în timp. Viitorul sistemului va depinde, de asemenea, de faptul că galaxiile găzduiesc în mod activ găuri negre, ceea ce poate elimina sistemul pentru a stinge foarte repede formarea stelelor.
Dacă galaxiile care fuzionează se transformă într -un sistem mort, cvintetul lui JWST ar putea explica modul în care galaxiile masive de calificare se pot forma rapid prin fuziunea galaxiilor mai mici, Starbursting, în universul timpuriu.
Hu a menționat că imaginile NIRCAM ale JWST prezintă detalii clare despre formele și structurile obiectelor, dar nu oferă informații precise precum intensitatea liniilor spectrale. Fără aceste detalii spectroscopice, este greu să măsurați cu exactitate proprietățile precum metalicitatea, mișcarea și dinamica sistemului sau natura gazelor din interiorul acestor galaxii și aglomerații.
Dacă mai multe sisteme precum Quintetul JWST se regăsesc în viitoarele sondaje JWST, cercetătorii pot studia cât de des apar aceste grupuri de galaxii care se îmbină, natura lor și pot examina condițiile în care se formează. Acest lucru va permite cercetătorilor să verifice dacă aceste sisteme aparțin unei clase rare pe care prezice modelul standard actual al universului sau dacă sugerează noi mecanisme în acțiune.