Астрономы отодвинули рождение первых скоплений галактик на 1,5 миллиарда лет в прошлое
Астрономы с помощью телескопов APEX и ALMA увидели формирование гигантских скоплений галактик в эпоху, когда Вселенной было лишь 1,4 миллиарда лет — раньше считалось, что скопления образовались примерно в два раза позже, через 3 миллиарда лет после Большого взрыва.Статьи об открытии опубликованы в журналах Nature и Astrophysical Journal.
Галактические скопления — крупнейшие гравитационно связанные структуры во Вселенной. Они включают в себя сотни, а порой и тысячи галактик, а их суммарная масса может превышать солнечную в триллионы раз. Процесс образования скоплений, когда меньшие группы галактик сливаются друг с другом, во многом зависит от количества темной материи и темной энергии во Вселенной в определенный момент времени. Поэтому изучение истории скоплений галактик может пролить свет на эти невидимые составляющие космоса.
При помощи телескопов ALMA и APEX две группы ученых — одна под руководством Тима Миллера (Tim Miller) из Йельского университета в США, а другая возглавляемая Айвеном Отео (Ivan Oteo) из Эдинбургского университета в Великобритании — обнаружили очень плотные группы галактик, которые, по-видимому, находятся в процессе слияния и образования ядер будущих скоплений.
Группа Миллера открыла протоскопление галактик SPT2349-56, которое появилось, когда Вселенной было всего 1,4 миллиарда лет (красное смещение z = 4,31). Оно состоит как минимум из 14 галактик, находящихся в регионе диаметром около 130 килопарсек, и звезды в них рождаются в 50-1000 раз быстрее, чем во Млечном пути. Каждый год здесь появляются тысячи светил, в то время, как в нашей галактике — лишь одно. Во всей молодой Вселенной никогда не наблюдалось такого высокого уровня активности, поэтому ученые предполагают, что SPT2349-56 может быть одной из самых массивных структур той эпохи.
Группа Отео ранее уже обнаружила подобное мегаслияние десяти богатых пылью галактик в результате комбинированных наблюдений на ALMA и APEX. Из-за очень красного цвета этот объект, свет от которого шел к нам 12 миллиардов лет (красное смещение z = 4), получил название «красного пылевого ядра». В галактиках, которые входят в состав объекта, тоже активно рождаются звезды — в среднем, за год в них появляются множество светил с суммарной массой 6,5 тысяч масс Солнца. Радиус каждой из галактик скопления сравним с расстоянием между Млечным путем и соседними с ним Магеллановыми Облаками.
Современные теоретические и компьютерные модели предсказывают, что такие массивные протоскопления, должны были эволюционировать гораздо дольше. Теперь же, благодаря новым данным, исследователи могут смоделировать процесс формирования скоплений спустя менее, чем 1,5 миллиарда лет после Большого Взрыва.
«Совершенно непонятно, как это гигантское скопление галактик смогло вырасти до таких размеров за столь короткое время. Оно не могло постепенно расти в течение миллиардов лет, как обычно предполагают астрономы. Сделанное открытие дает великолепную возможность выяснить, как массивные галактики объединяются в гигантские скопления», — заключает Тим Миллер.
Около года назад астрономы открыли одно из самых крупных сверхскоплений галактик среди известных сегодня. По форме оно напоминает стену и простирается на 200 мегапарсек. Новое сверхскопление было названо Сарасвати в честь древней одноименной реки.
Кристина Уласович
В теории их быть не должно
Астрономы обнаружили сразу две крупные экзопланеты у очень маломассивного красного карлика. Такое открытие не вписывается в стандартные теории формирования планет, которые предсказывают отсутствие таких экзогигантов. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Считается, что маломассивные звезды очень редко формируют вокруг себя крупные планеты, а в случае очень легких красных карликов, с массами менее 0,2-0,4 массы Солнца, процесс образования гиганта в протопланетном диске, согласно стандартной модели аккреции вещества на твердое ядро, идти не должен. Однако на сегодняшний день уже известна малочисленная, но существующая в реальности популяция экзогигантов вокруг звезд с малой массой, которая начала формироваться 25 лет назад, когда была открыта экзопланета GJ 876b. Поиск таких тел важен для уточнения теоретических моделей и обоснования исключений из них. Группа астрономов во главе с Хосе-Мануэлем Альменарой (Jose-Manuel Almenara) из Университета Гренобль-Альпы сообщила об открытии сразу двух крупных экзопланет на орбитах вокруг маломассивной звезды. Речь идет о красном карлике TOI 4860, наблюдения за которым велись при помощи транзитного метода космическим телескопом TESS и наземным телескопом ExTrA, а также метода радиальных скоростей при помощи спектрографов SPIRou и ESPRESSO, установленных на наземных телескопах. TOI 4860 относится к спектральному классу M3.5V, обладает массой 0,34 массы Солнца и радиусом 0,354 радиуса Солнца и находится на удалении 262,2 светового года от Солнца. Звезда характеризуется повышенной металличностью, демонстрирует низкий уровень активности, а ее возраст оценивается примерно в четыре миллиарда лет. Существование TOI-4860b было подтверждено, эта транзитная экзопланета обладает массой 0,273 массы Юпитера и радиусом 0,766 радиуса Юпитера, и, скорее всего, похожа на Сатурн. Она находится на близкой к круговой орбите с периодом 1,52 дня и средним расстоянием до звезды в 0,0181 астрономической единицы, а ее эффективная температура составляет 694 кельвина. Судя по близости к звезде, форма планеты должна искажаться приливными силами, а орбита будет уменьшаться со временем. Экзогигант представляется интересной целью для дальнейших наблюдений, в том числе спектроскопических исследований атмосферы. TOI-4860с пока что остается кандидатом в экзопланету. Ее орбита характеризуется вытянутостью (эксцентриситет 0,657), длиной большой полуоси 0,776 астрономической единицы и периодом 426,9 дня, при этом сама экзопланета не транзитная и обладает минимальной массой 1,66 массы Юпитера. Ранее мы рассказывали о том, как ученые нашли аномально долгопериодического экзогиганта у близкой к Солнцу звезды.
