Дві давні галактики зібрали у своєму складі рекордно велике різномаїття молекул
Дві галактики, що існували 12 мільярдів років тому, зібрали найбільшу колекцію різноманітних молекул, яку астрономи спостерігали у ранньому Всесвіті. Вона містить 17 різних молекул, п'ять з яких ніколи не виявляли у настільки давніх галактиках. Обидві галактики відрізняються надзвичайно потужним зореутворенням — імовірно, саме світила забезпечили хімічне різномаїття. Відкриття допоможе астрономам відтворити, як хімічно еволюціонував Всесвіт з моменту утворення, розповідає Space.com. Стаття вчених опублікована в Astronomy and Astrophysics.
Обсерваторія NOEMA, завдяки якій астрономи змогли ідентифікувати молекули у галактиках. IRAM / DiVertiCimes
Навіщо знати хімічний склад давніх галактик?
Фундаментальну роль у тому, якими будуть галактики, і які зорі у них народжуватимуться, грає міжзоряний газ, пил та космічні промені — міжзоряне середовище, яке різниться у галактиках різного віку. Утім, сучасні телескопи здатні відтворити склад міжзоряного середовища лише близьких до нас галактик, тоді як галактики на відстанях кількох десятків мільярдів світлових років (з урахуванням розширення Всесвіту) лишаються недослідженими. Але саме у них міжзоряне середовище може видати умови у Всесвіті на самому початку його еволюції, а також прояснити особливості формування галактик. Нові підказки астрономам дали дві далекі галактики — APM 08279+5255 і NCv1.143 — що існували вже через 1,8 мільярда років після Великого вибуху.
Які молекули знайшли у галактиках?
За допомогою обсерваторії NOEMA астрономи виявили 38 емісійних ліній у галактиці APM 08279+5255 та 25 у галактиці NCv1.143 — світло певних довжин хвиль, яке випромінюється атомами і молекулами всередині галактик. У цих емісійних лініях вдалося ідентифікувати 17 молекул, зокрема чадний газ із різними ізотопами вуглецю, синильну кислоту, воду та оксид азоту. Серед них також виявили органічні молекули циклопропеніліден і диазенілій, а також радикали етинілу, метилідину й іони гідроксонію, які досі не відкривали у галактиках, які існували в один час з APM 08279+5255 і NCv1.143.
Зображення галактик на знімках NOEMA. Chentao Yang et al. / Astronomy and Astrophysics, 2023
Порівнюючи обидві галактики, астрономи відзначають, що в обох на рік утворюється у сотні разів більше зір, ніж у Чумацькому Шляху. Однак, у APM 08279+5255 більше гарячого й щільного молекулярного газу, ніж в NCv1.143. Імовірно, так відбувається через активність надмасивної чорної діри, що робить APM 08279+5255 схожою на молодші галактики з активними чорними дірами. Між тим NCv1.143 подібна за складом і формою до сусідніх Чумацькому Шляху галактик, які характеризуються активним зореутворенням. Відкриття астрономів свідчить, що навіть у давніх галактиках зорі й чорні діри визначають їхній хімічний склад, а спостереження за APM 08279+5255 і NCv1.143 допоможуть краще зрозуміти особливості інших далеких галактик, які сьогодні вдалося відкрити астрономам.
- Раніше «Джеймс Вебб» знайшов у ранньому Всесвіті незвично металічну галактику. Попри те, що вона існувала вже через 1,47 мільярда років після Великого вибуху, вона уже накопичила багато важчих за гелій елементів, що більш характерно для сучасних галактик.