Впервые обнаружен "двигатель" светящихся сливающихся галактик

Астрономы из международной группы использовали космический телескоп Джеймса Вебба, чтобы впервые определить точное местоположение источника, который питает энергией сталкивающиеся галактики. Любопытно, что этот источник находится за пределами основных частей галактик и совсем не виден в ультрафиолетовом и видимом свете, наблюдаемом с помощью космического телескопа Хаббл.

Исследователи использовали космический телескоп Джеймса Вебба, чтобы определить точное местоположение мощного источника энергии, скрытого космической пылью в светящейся сливающейся галактике IIZw096.

Примерно в 500 миллионах световых лет от нас, недалеко от созвездия Дельфина, происходит столкновение двух галактик. Это светящееся явление, известное как сливающаяся галактика IIZw096, скрыто космической пылью, но исследователи впервые обнаружили яркий, энергичный источник света 12 лет назад. Теперь, с помощью более совершенного телескопа - космического телескопа Джеймса Вебба, который начнет свои наблюдения в июле 2022 года, - команда исследователей точно определила местоположение того, что они назвали "двигателем" сливающейся галактики.

Они опубликовали свои результаты 15 ноября 2022 года в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Космический телескоп "Джеймс Уэбб" открыл нам совершенно новые виды Вселенной благодаря тому, что он обладает самым высоким в истории пространственным разрешением и чувствительностью в инфракрасном диапазоне", - говорит автор исследования Ханаэ Инами, доцент Центра астрофизических наук Университета Хиросимы. Мы хотели найти "двигатель", который питает эту систему сливающихся галактик. Мы знали, что этот источник глубоко скрыт космической пылью, поэтому мы не могли использовать видимый или ультрафиолетовый свет для его поиска. Только в среднем инфракрасном диапазоне, наблюдаемом с помощью космического телескопа Джеймса Вебба, мы теперь видим, что этот источник затмевает все остальное в этих сливающихся галактиках".

При слиянии галактик их звезды, планеты и другие составляющие могут врезаться друг в друга, а их обломки служат питательной средой для новых небесных эпизодов. Большинство этих галактических столкновений испускают только инфракрасный свет, который имеет большую длину волны, чем видимый человеком свет, и находится за пределами человеческого восприятия. В 2010 году, используя космический телескоп Спитцер, та же команда обнаружила, что в системе слияния преобладает яркое инфракрасное излучение. Исследователи смогли измерить мощность двигателя - источника такой яркости, но не смогли определить его точное местоположение из-за ограниченного разрешения телескопа.

С помощью космического телескопа Джеймса Вебба они обнаружили, что этот двигатель отвечает за основную часть излучения в среднем инфракрасном диапазоне, которое составляет до 70% от общего инфракрасного излучения системы. Они также обнаружили, что радиус источника не превышает 570 световых лет - крошечная доля размера сливающейся системы, которая составляет около 65 000 световых лет в поперечнике. По словам соавтора Томаса Бона из Университета Хиросимы, это указывает на то, что энергия ограничена небольшим пространством.

"Интригует то, что этот компактный источник, находящийся далеко от галактических центров, доминирует в инфракрасной светимости системы", - сказал Бон.

По словам Бона, этот источник вносит значительный вклад в слияние галактик, несмотря на то, что находится на окраине, как крупинка перца на белке жареного яйца.

"Мы хотим узнать, что питает этот источник: звездная вспышка или массивная черная дыра?" - спросил Инами. Спросила Инами. "Для этого мы будем использовать инфракрасные спектры, снятые космическим телескопом Джеймса Вебба". Также необычно, что "двигатель" находится за пределами основных частей сливающихся галактик, поэтому мы изучим, как этот мощный источник оказался там".

Соавтор Джейсон Сурас из Калифорнийского технологического института сказал, что находка подтверждает более современные представления о Вселенной и о том, как она изменяется.

"Последние несколько десятилетий, благодаря новым, в основном космическим наблюдениям в инфракрасном диапазоне, показали, что Вселенная - удивительно динамичное и бурно меняющееся место", - сказал Сурас. "В прошлом считалось, что галактики - самые большие из известных нам объектов - просто вращаются, оставаясь неизменными, как небесные храмы в небесах".

Помимо определения местоположения двигателя, исследователи обнаружили 12 "сгустков" света. Некоторые из них были обнаружены ранее с помощью возможностей космического телескопа "Хаббл" в ближнем инфракрасном диапазоне, но пять были обнаружены недавно с помощью космического телескопа "Джеймс Вебб". По словам Инами, они излучают свет в среднем инфракрасном диапазоне, что позволяет предположить, что они формируют звезды.

"Описанная в данной работе съемка космическим телескопом Джеймса Вебба в среднем инфракрасном диапазоне выявила скрытый аспект сливающейся галактики IIZw096 и открыла путь к выявлению сильно запыленных источников, которые невозможно обнаружить на более коротких длинах волн", - сказал Инами. "Планируемые в будущем спектроскопические наблюдения IIZw096 дадут дополнительную информацию о природе пыли, ионизированного газа и теплого молекулярного газа в возмущенной области этой светящейся сливающейся галактики и вокруг нее".