Астрономы обнаружили сложную систему из нескольких массивных галактик в ранней Вселенной — будущую «фабрику» гигантских скоплений. С помощью телескопа «Джеймс Уэбб» и наземных радиосетей EVN и e-MERLIN они изучили объект TGSS J1530+1049, существовавший через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва.
Внутри компактной области найдено не менее шести крупных галактик, активно формирующих звезды, и мощные джеты сверхмассивной черной дыры. Результаты опубликованы в журналах Astronomy & Astrophysics и The Open Journal of Astrophysics.
Международная команда астрономов раскрыла природу необычного радиоисточника TGSS J1530+1049. Этот объект, удаленный от нас на 13,3 миллиарда световых лет, оказался не одной галактикой, а плотным комплексом из нескольких массивных систем.
Анализ данных космической обсерватории «Джеймс Уэбб» и сети радиотелескопов показал: здесь формируется ядро будущего гигантского скопления галактик — одна из самых плотных структур, найденных в ранней Вселенной.
Главные мысли за 1 минуту:
- Объект TGSS J1530+1049 — это не одиночная галактика, а система из как минимум шести крупных галактик и облаков ионизированного газа.
- Система существовала через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва, уже обладая массой около 10 триллионов солнечных масс (с учетом темного гало).
- В центре работает сверхмассивная черная дыра, выбрасывающая компактные джеты длиной чуть более 3 тысяч световых лет — признак молодого активного ядра.
- Галактики активно сливаются и формируют звезды — десятки и сотни солнечных масс в год. Через миллиарды лет они станут единой гигантской эллиптической галактикой в центре скопления.
Редкая находка в ранней Вселенной
Радиогалактики считаются ключом к пониманию того, как росли первые крупные структуры. В их центрах находятся сверхмассивные черные дыры, разгоняющие потоки частиц — джеты, которые видны в радиодиапазоне.
Такие объекты часто располагаются в плотных областях, где материя уже начала собираться в будущие скопления. TGSS J1530+1049 привлек внимание астрономов еще несколько лет назад, но до последнего времени его устройство оставалось загадкой.
Что увидел «Джеймс Уэбб»
В первой работе исследователи направили камеру и спектрограф NIRSpec космического телескопа на эту область. Вместо одной галактики «Уэбб» зафиксировал запутанный комплекс: минимум шесть массивных галактических компонентов и несколько ярких зон ионизированного газа.
Спектральный анализ показал, что часть этих галактик уже набрала значительную массу и производит звезды со скоростью от десятков до более ста солнечных масс ежегодно.
Особое внимание привлекло распределение ионизированного газа — оно вытянуто почти в прямую линию вдоль оси радиоисточника.
Ученые предполагают, что на его структуру влияет активность черной дыры, хотя часть облаков может принадлежать отдельным галактикам, участвующим в слиянии. Вся система погружена в гало темной материи массой около 10 триллионов масс Солнца — один из самых плотных известных объектов для столь раннего возраста Вселенной.
Радионаблюдения раскрыли структуру джетов
Вторая научная группа провела высокодетальные наблюдения с помощью европейских сетей радиотелескопов EVN и e-MERLIN. Результат — компактная радиоструктура длиной примерно 3262 световых года. Внутри нее обнаружены два ярких узла, связанных с джетами. Это значит, что TGSS J1530+1049 относится к радиогалактикам, чьи выбросы еще не успели вырасти до размеров, типичных для зрелых систем.
Сопоставив карты «Уэбба» и радиоданные, астрономы определили вероятное положение активного галактического ядра. Дополнительный спектральный анализ выявил признаки мощных газовых потоков, движущихся со скоростью до нескольких тысяч километров в секунду. Вероятно, они разгоняются черной дырой и ее джетами, выбрасывая вещество за пределы системы.
Будущее гигантское скопление
Совокупность данных рисует картину редкого события: сразу несколько массивных галактик активно взаимодействуют в очень плотном окружении. Они обмениваются газом, сливаются и подпитывают центральную черную дыру.
Астрономы ожидают, что в течение следующих миллиардов лет эта группа сольется в единый гигантский объект — центральную эллиптическую галактику крупного скопления, похожую на самые массивные галактики в современной Вселенной.
TGSS J1530+1049 становится уникальным лабораторным объектом для изучения ранних этапов формирования скоплений. Два независимых исследования, опубликованные в рецензируемых журналах, подкрепляют друг друга: оптические и инфракрасные данные «Уэбба» показали состав и движение газа, а радионаблюдения — активность ядра и геометрию джетов. Вместе они доказывают, что мы видим «фабрику» гигантских галактик в действии.