Радиогалактики — важные объекты для изучения ранней Вселенной. В их центрах обычно располагаются сверхмассивные черные дыры, выбрасывающие джеты — потоки высокоэнергетических частиц, которые хорошо видны в радиодиапазоне. Такие объекты часто находятся в плотных областях пространства и считаются предшественниками современных галактик и их скоплений.
Объект TGSS J1530+1049 привлек внимание астрономов еще несколько лет назад. А вот раскрыть его истинную природу удалось благодаря двум независимым исследованиям. В первом ученые рассмотрели структуру системы и ее окружения с помощью орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб». Во второй научной работе выполнили высокодетальные радионаблюдения с помощью сетей радиотелескопов EVN и e-MERLIN. Результаты опубликованы в журналах Astronomy & Astrophysics и The Open Journal of Astrophysics (здесь и здесь).
«Уэбб» увидел TGSS J1530+1049 таким, каким он был примерно через 1,5 миллиарда лет после рождения Вселенной. Вместо одной галактики ученые обнаружили сложную систему из нескольких массивных объектов, окруженных облаками газа и рассеянным излучением. Внутри относительно небольшой области выявили не менее шести крупных галактических компонентов и еще несколько ярких областей ионизированного газа.
Анализ данных спектрографа NIRSpec показал, что некоторые из этих галактик уже обладают значительной массой и формируют звезды со скоростью от нескольких десятков до более чем сотни солнечных масс в год. По оценкам, вся система расположена внутри гало темной материи массой около 10 триллионов масс Солнца. Такие параметры делают ее одной из самых плотных известных структур в ранней Вселенной.
Распределение ионизированного газа было особенно интересным. Его излучение оказалось вытянуто почти в прямую линию вдоль направления радиоисточника. На его структуру, вероятно, влияет активность сверхмассивной черной дыры, хотя часть наблюдаемых облаков может принадлежать отдельным галактикам, вовлеченным в процесс слияния.
Наблюдения, выполненные с помощью сетей EVN и e-MERLIN, в свою очередь, обнажили компактную радиоструктуру длиной приблизительно 3262 световых года. Ученые также обнаружили два ярких радиоузла, связанных с джетами. Значит, объект относится к радиогалактикам, чьи джеты еще не успели вырасти до размеров, характерных для более зрелых систем.
Сопоставив полученные данные с наблюдениями «Уэбба», ученые определили вероятное положение активного ядра внутри комплекса. Дополнительный спектральный анализ помог выявить признаки мощных потоков газа со скоростями до нескольких тысяч километров в секунду. Вероятно, они возникают под воздействием сверхмассивной черной дыры и ее джетов.
Таким образом, структура TGSS J1530+1049 представляет собой редкий пример формирования будущей центральной галактики крупного скопления. Несколько массивных галактик активно взаимодействуют друг с другом и, как ожидается, в течение следующих миллиардов лет сольются в единый гигантский объект.