Международная команда астрономов с помощью космического телескопа James Webb (JWST) обнаружила самый далекий из известных примеров «галактики-медузы» — редкого типа галактик, теряющих газ с ускоренной скоростью. Это открытие позволяет заглянуть в процессы галактической эволюции в условиях ранней Вселенной, когда пространство было гораздо более плотным.
Галактика, получившая обозначение COSMOS2020-635829, находится на расстоянии более 8 миллиардов световых лет от Земли и имеет красное смещение 1,156. Об этом сообщается в новой статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.org.
Высококачественные изображения, полученные JWST, показали, что у галактики есть односторонний хвост, состоящий из ярких узлов звездообразования, напоминающих щупальца медузы. Спектроскопические данные подтвердили, что эти структуры связаны с ионизированным газовым хвостом, который, вероятно, образовался из-за движения галактики через плотную межгалактическую среду в протоскоплении.
Это открытие предоставляет редкое прямое доказательство раннего возникновения процесса «ram-pressure stripping» — мощного механизма, способного подавлять звездообразование.
Комбинированные данные раскрывают космическую медузу
Снимки JWST были объединены с данными телескопа Hubble, а также обсерваторий Subaru и Gemini, что позволило детально изучить COSMOS2020-635829. Оказалось, что галактика обладает симметричным звездным диском и ярким шлейфом областей звездообразования, простирающимся примерно на 20 килопарсеков за пределы основной структуры.
Узлы звездообразования в хвосте галактики оказались чрезвычайно молодыми — их возраст менее 100 миллионов лет. Каждый из них имеет звездную массу, близкую к 100 миллионам масс Солнца, и скорость звездообразования около 0,3 солнечных масс в год.
Дополнительные спектроскопические данные, полученные инструментом GMOS телескопа Gemini, подтвердили, что ионизированный газ в хвосте кинематически связан с основной галактикой. Это исключает случайное совпадение и доказывает их физическую связь.
Рекордное красное смещение и плотная среда
Важным открытием стало то, что ионизированный хвост COSMOS2020-635829 имеет самое большое красное смещение среди всех известных структур, образованных из-за ram-pressure stripping. Этот процесс происходит, когда газ «выдувается» из галактики при ее движении через горячую и плотную плазму внутри скопления, оставляя следы, где могут формироваться новые звезды.
Наблюдения JWST показали, что галактика находится в исключительно плотной среде, вероятно, в формирующемся скоплении с общей массой около 10¹⁴ солнечных масс. Условия в этом протоскоплении, по мнению ученых, достаточно суровы, чтобы вызвать ram-pressure stripping даже в столь раннюю космическую эпоху.
Новые данные о галактической эволюции
Открытие также проливает свет на процесс «гашения» галактик — механизм, останавливающий звездообразование. Узлы в хвосте COSMOS2020-635829 могут либо вернуться в галактику, либо рассеяться, пополнив внутрикластерный свет, либо сохраниться как компактные звездные системы.
Исследователи подчеркивают, что такие открытия стали возможны благодаря уникальным возможностям JWST, сочетающим высокое разрешение и глубину наблюдений. В будущем дополнительные наблюдения в разных диапазонах, включая исследования молекулярного газа и H-альфа излучения, помогут лучше понять эти процессы.