Звездные питомники впервые обнаружены внутри первых галактик

Ученые обнаружили большие облака холодного газа, пригодного для звездообразования, внутри четырех древних галактик ранней Вселенной.

"Нам удалось получить первые прямые доказательства существования скоплений нейтрального газа в первых галактиках ранней Вселенной. Это открытие также позволяет использовать уже полученные данные о структуре спектров древних галактик для изучения того, как нейтральный газ распределяется по первым галактикам Вселенной", - заявил профессор Университета Тиба (Япония) Ёсинобу Фудамото, слова которого приводит пресс-служба университета.

Как объясняют профессор Фудамото и его коллеги, все известные нам планеты и звезды возникли в звездных яслях — облаках холодного и нейтрального газа, в которых были созданы условия для объединения материи во все более плотные сгустки пыли и газа и их гравитационного коллапса. Астрономов издавна интересовало, как были устроены эти облака в первых галактиках Вселенной, в которых скорость звездообразования была в сотни раз выше, чем в Млечном Пути и его соседях.

До сих пор у ученых не было возможности получить такую ​​информацию. Это произошло из-за того, что «Хаббл», «Джеймс Уэбб» и другие мощные орбитальные и наземные телескопы, работающие в оптической, инфракрасной или ультрафиолетовой части спектра, крайне сложно использовать для наблюдения излучения нейтральных молекул водорода. Это свечение также крайне сложно отличить от волн, порождаемых ионизированным водородом, что позволяло лишь косвенно наблюдать образование звезд в ранней Вселенной.

Профессор Фудамото и его коллеги обнаружили, что эти проблемы нетипичны для наблюдений в микроволновой части спектра, которые можно проводить с помощью микроволнового телескопа ALMA, установленного в чилийской высотной обсерватории Чахнантор. Ученые наблюдали четыре ранние галактики на расстоянии от 12,9 до 13 миллиардов световых лет, причем самая далекая из них была видна всего через 650 миллионов лет после Большого взрыва. Исследования показали наличие в их микроволновом спектре характерных линий, связанных со свечением атомов кислорода в холодных облаках газа и пыли.

Последующий анализ источников этого свечения позволил ученым впервые составить карту их распределения и выяснить, что плотность нейтрального газа в первых галактиках Вселенной действительно была очень высокой. Причем этот звездный «строительный материал» был сконцентрирован в очень компактных облаках. Это роднит древние галактики с рекордно активными в современной Вселенной, которые ежегодно образуют в сотни раз больше новых звезд, чем Млечный Путь, пришли к выводу ученые.