Астрономы определили таинственный «двигатель» сверхмощного межгалактического источника света
Яркий инфракрасный свет, исходящий от двух галактик, находящихся в процессе слияния, теперь стал понятен ученым. С помощью JWST астрономы точно определили местонахождение источника света за толстой стеной пыли, скрывающей его на других длинах волн. Что излучает свет, пока неизвестно, но сужение области его расположения поможет выяснить, что это такое и почему оно светит намного ярче, чем ожидалось. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
«Космический телескоп Джеймса Уэбба открыл нам совершенно новые взгляды на Вселенную благодаря тому, что он обладает самым высоким пространственным разрешением и чувствительностью в инфракрасном диапазоне», — сказал астрофизик Ханаэ Инами из Университета Хиросимы в Японии. «Мы хотели найти «двигатель», приводящий в действие эту сливающуюся галактическую систему. Мы знали, что этот источник глубоко скрыт космической пылью, поэтому мы не могли использовать видимый или ультрафиолетовый свет, чтобы найти его. Теперь же мы видим, что этот источник затмевает все остальное в этих сливающихся галактиках».
Хотя Вселенная в основном представляет собой пустое пространство, слияния галактик не редкость. Массивные галактики притягиваются друг к другу неумолимым притяжением, объединяясь, чтобы сформировать более крупные галактики.
Это даже не какая-то отдаленная вещь, которая случается только с другими галактиками в других местах: Млечный Путь сам по себе является своего рода космическим монстром, частично состоящим из всех других галактик, которые он поглотил за миллиарды лет своей жизни.
В более широкой Вселенной было обнаружено множество примеров галактических слияний на разных стадиях, но это медленный процесс, который может занять от миллионов до миллиардов лет.
Ученые должны взять примеры, которые у нас есть, и реконструировать временную шкалу вокруг них, как один кадр из фильма, а единственными другими примерами являются отдельные кадры из похожих, но разных фильмов. Это кропотливая работа, но это один из лучших инструментов для понимания слияния галактик.
Мы также знаем по свету, излучаемому этими слияниями, что они довольно живые. Хотя галактики в основном космические, звезды могут сталкиваться друг с другом или гравитационно взаимодействовать, нарушая орбиты друг друга.
Облака звездообразующего газа между звездами также могут сталкиваться друг с другом, вызывая удары, которые могут вызвать яростные волны звездообразования, известные как всплески звезд, видимые как инфракрасный свет, мерцающий из облаков пыли.
Это то, что ученые ожидали увидеть, когда в 2010 году они направили инфракрасный космический телескоп Спитцер на слияние галактик на расстоянии 500 миллионов световых лет под названием IIZw096.
Вместо этого они обнаружили яркий инфракрасный свет, сияющий посреди продолжающегося столкновения. К сожалению, Спитцер не предлагал достаточно высокого разрешения, чтобы определить точное местоположение источника света, и тайну пришлось отложить в сторону.
Это связано с тем, что более длинные волны инфракрасного света не рассеиваются пылью так, как это делают более короткие волны, а Спитцер в свое время был лидером, поэтому ни у одного другого телескопа не было надежды приблизиться. Затем появился JWST, и Инами и ее коллеги подошли к делу поближе.
Они обнаружили, что источник составляет около 70 процентов среднего инфракрасного света, излучаемого сливающимися галактиками. Кроме того, хотя две галактики вместе охватывают около 65 000 световых лет, максимальный радиус инфракрасного источника составляет 570 световых лет. Это говорит о том, что источник излучения очень компактен.
Мы знаем, что материал вокруг активной черной дыры излучает много света и что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик могут сливаться, когда встречаются в центре слияния. Но расположение света своеобразно; она находится не в центре ни одной из галактик, где вы обычно ожидаете найти такую черную дыру.
«Мы хотим знать, что питает этот источник: вспышка звезды или массивная черная дыра? Мы будем использовать инфракрасные спектры, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, чтобы исследовать это. Также необычно, что «двигатель» находится за пределами основных частей сливающихся галактик, поэтому мы исследуем, как этот мощный источник оказался там», - пояснили ученые.
Исследователи также идентифицировали 12 меньших источников среднего инфракрасного света в данных JWST, сгруппированных вокруг яркого «двигателя». Некоторые из этих меньших сгустков уже были замечены ранее в данных ближнего инфракрасного диапазона от Хаббла, но пять из них были новыми.
Они менее загадочны — световой профиль соответствует активности звездообразования, — но они указывают на то, что в точке, где встречаются две галактики, происходит что-то энергичное.
Исследователи надеются, что дальнейший анализ приведет к идентификации источника загадочно яркого света. Между тем, они планируют больше наблюдений, чтобы помочь охарактеризовать пыль и газ внутри и вокруг продолжающегося необычного столкновения.
