Якщо точніше, ці галактики припинили формувати зірки протягом першого мільярда років після Великого вибуху. А отже, вчені стали на крок ближче до розуміння того, як еволюціонують ранні галактики.
Чому ці галактики заснули?
Використовуючи чутливі спектроскопічні дані космічного телескопа «Джеймс Вебб», міжнародна команда астрономів натрапила на 14 сплячих галактик з широким діапазоном мас.
Науковці називають кілька причин, через які галактики перестають формувати нові зірки. Одна з них – наявність надмасивних чорних дір у їхніх центрах. Ці гіганти спричиняють інтенсивне випромінювання, що нагріває та витискає холодний газ, найважливіший компонент зореутворення. Крім того, більші сусідні галактики можуть забирати цей холодний газ або нагрівати його, що призводить до зупинки формування зірок. В результаті ці галактики можуть залишатися в стані спокою нескінченно довго або ж згасати.
Ще одна причина, через яку галактики втрачають активність, – це зворотний зв’язок із зірками. Він відбувається тоді, коли газ у галактиці нагрівається та викидається внаслідок зоряних процесів, як-от вибухи наднових, інтенсивні зоряні вітри або тиск, пов’язаний із зоряним світлом. Таким чином галактика переживає тимчасовий період спокою, розповіло видання Live Science.
«Зазвичай це тимчасова фаза, що триває близько 25 мільйонів років», – повідомила Альба Ковело Пас, докторантка Женевського університету та провідна авторка дослідження. Протягом мільйонів років викинутий газ повертається назад, а теплий газ знову остигає. Щойно холодного газу знову стає достатньо, в галактиці може початися формування нових зірок.
Сюрприз від JWST
До цього часу астрономи виявили лише чотири сплячі галактики першого мільярда років існування Всесвіту. З них три мали масу менш ніж мільярд сонячних мас, а одна – понад 10 мільярдів сонячних мас. Отже, дослідники не дуже очікували побачити сплячі галактики в ранньому Всесвіті.
Перше відкриття такої галактики вчені описали у 2024 році. Як розповіла Альба Ковело Пас, це відкриття було справжнім потрясінням. Щоправда, цю галактику астрономи вже спостерігали раніше за допомогою телескопа «Габбл». Але до того, як почав працювати «Джеймс Вебб» (його запустили наприкінці 2021 року), вони не могли знати, що галактика є сплячою.
Це пов’язано з тим, що, на відміну від «Габбла», орбітальна інфрачервона лабораторія «Джеймс Вебб» може не лише бачити світло від цих галактик, але й надавати спектроскопічну інформацію про них.
Пас та її колеги шукали такі галактики у проміжках між спалахами активного формування зірок та періодами затишшя. Учені досліджували світло близько 1600 галактик, шукаючи ознаки того, що нові зірки не формуються. Команда також зосередилася на ознаках присутності зірок середнього чи старого віку у світлі галактик. І зрештою виявила 14 галактик масою від 40 мільйонів до 30 мільярдів сонячних мас, які припинили зореутворення.
«Усі вони перестали формувати зірки за 10-25 мільйонів років до того, як ми їх спостерігали», – сказала Пас. Це означає, що ці галактики дотримувалися переривчастого процесу зореутворення, а не безперервно формували зірки. Вони були спокійні від 10 до 25 мільйонів років. Цей відносно короткий період затишшя натякає на те, що їх змусив затихнути зворотний зв’язок із зірками та що вони зрештою можуть відновити свою діяльність.
«Однак ми не можемо підтвердити це напевно, тому що не знаємо, як довго вони залишатимуться у стані спокою, і якщо вони залишаться у цьому стані ще 50 мільйонів років, це означатиме, що причина їхнього згасання інша», – пояснила Пас.
Проєкт «Сплячі красуні»
Оскільки сплячі галактики є великою рідкістю, багато що в них залишається загадкою. Однак астрономи сподіваються, що незабарні спостереження зможуть пролити світло на ці фабрики зірок.
За словами Пас, майбутня програма JWST під назвою «Сплячі красуні» буде присвячена виявленню сплячих галактик у ранньому Всесвіті. Вона допоможе вченим точніше оцінити, як довго галактика залишається у спокійній фазі, та глибше зрозуміти, як вона утворює зірки.
Фото: NASA
