С помощью орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб» группа астрономов обнаружила необычную галактику под названием GS-NDG-9422, газ которой светится ярче, чем звезды. Эта уникальная и ранее не наблюдаемая особенность бросает вызов современным моделям звездообразования.
Галактика GS-NDG-9422 сияет так ярко, что затмевает свои звезды / © NASA, ESA, CSA, STScI, Alex Cameron (Oxford)
Хотя галактика GS-NDG-9422, которую астрономы видят такой, какой она была 12,5 миллиарда лет назад (что соответствует времени, когда возраст Вселенной составлял примерно один миллиард лет), не выделяется внешним видом, ее спектр наблюдали впервые.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, пришли к выводу: эту уникальную особенность можно объяснить наличием сверхгорячих и массивных звезд, которые нагрели газовые облака галактики до такой степени, что их излучение превзошло свечение самих звезд.
Астрономы отметили, что эта далекая галактика бросает вызов современным представлениям о процессах звездообразования и может служить «недостающим звеном» между самыми первыми звездами во Вселенной и древними сформированными галактиками.
Результаты компьютерного моделирования показали, что температуры массивных звезд в галактике GS-NDG-9422 превышают 80 000 градусов Цельсия, то есть они примерно в два раза выше, чем у типичных горячих и массивных светил.
Интересно, что галактика GS-NDG-9422 находится в разгаре интенсивного звездообразования: запасы ее газа и пыли бомбардируются огромным количеством фотонов, что приводит к яркому небулярному излучению (излучению ионизированного газа), которое зафиксировал «Уэбб».
Авторы нового исследования предположили, что горячие и массивные звезды, преобладающие в галактике, свидетельствуют о так называемом верхнем начальном звездном составе, при котором формируется больше массивных звезд, чем предсказывают стандартные модели звездообразования. Другие возможные объяснения наблюдаемых «странностей» GS-NDG-9422 — поглощение света массивным облаком водорода (DLA-сценарий) и небулярное излучение без видимого источника.
Согласно первой гипотезе, мы наблюдаем только свечение газа, а сами звезды, которые его ионизируют, либо находятся вне поля зрения, либо недавно погасли. Но так как продолжительность жизни таких ионизирующих источников невелико — от нескольких сотен до тысяч лет, — подобный вариант маловероятен.
Вторая гипотеза предполагает, что свет галактики поглощается огромным количеством нейтрального водорода, тем самым создавая эффект резкого спада в спектре. Однако для этого требуется облако с невероятно высокой плотностью, что не соответствует известным данным. По этой причине сценарий вызывает сомнения.
Таким образом, наиболее убедительным объяснением стала гипотеза сверхгорячих звезд, нагревающих газовые облака галактики.
Отметим, что исследование таких объектов, как GS-NDG-9422, помогает раскрывать тайны формирования самых первых «обитателей» ранней Вселенной, уточняя модели эволюции галактик и космоса на протяжении миллиардов лет.
