Галактики давно, давно були дуже пристойними; вони народили зірок зі швидкістю не менше десяти разів, ніж ми бачимо сьогодні.
Чому? Чи було тоді ще щось, щоб зробити зірки? Або галактики були тоді ефективнішими при створенні зірок? Або щось інше ??
Доктор Лінда Такконі, з німецького Інституту Макса-Планка з позаземного фізика Фізика, очолила міжнародну команду астрономів, щоб з'ясувати, чому ... і, здається, відповідь полягає в тому, що молоді галактики були заповнені газами в зябра.
"Ми вперше змогли виявити і зобразити холодний молекулярний газ у нормальних зірках, що утворюють галактики, які є репрезентативними для типових масових популяцій галактик незабаром після Великого вибуху", - сказав доктор Такконі.
Проблемні спостереження дають перший погляд на те, як галактики, а точніше холодний газ у цих галактиках, виглядали лише 3–5 мільярдів років після Великого вибуху (що еквівалентно космологічному червоному зміщенню z ~ 2 до z ~ 1). У цей вік галактики, схоже, утворюють зірки більш-менш безперервно, щонайменше в десять разів перевищують швидкість, що спостерігається в подібних масових системах у місцевому Всесвіті.
Зараз досить обґрунтовано встановлено, що галактики утворилися з прото-галактик, які самі формувалися в місцевих надмірних щільностях, де домінувала холодна темна речовина - ореоли темної речовини - де збиралися та охолоджувались нещодавно нейтральний водень та гелій. Через зіткнення і злиття, а також деяке постійне нарощування газу протолактики утворили молоді галактики, через кілька мільярдів років після Великого вибуху - коротко кажучи, ієрархічну формацію.
Детальні спостереження за холодним газом, його розподілом та динамікою відіграють ключову роль у роз'єднанні складних механізмів, відповідальних за перетворення перших протогалактик у сучасні галактики, такі як Чумацький Шлях. Масштабне дослідження далеких, світиться зір, що утворюють галактики на міліметровому інтерферометрі Плато де Буре, тепер призвело до прориву, прямо поглянувши на "їжу" зіркового утворення. Дослідження скористалося основними останніми досягненнями чутливості радіометрів в обсерваторії, щоб здійснити перше систематичне обстеження властивостей холодного газу (простежене обертовою лінією молекули оксиду вуглецю) нормальних масивних галактик, коли Всесвіт становив 40% ( z = 1,2) і 24% (z = 2,3) його поточного віку. Попередні спостереження значною мірою обмежувались рідкісними, дуже світлими об’єктами, включаючи галактичні злиття та квазари. Нове дослідження замість цього простежує масивні зірки, що утворюють галактики, що представляють "нормальну", середню популяцію галактик у цій масі та червоному зміщенні діапазону.
«Коли ми розпочали програму близько року тому, - каже доктор Такконі, - ми не могли бути впевнені, що навіть щось виявимо. Але спостереження були успішними поза нашими найоптимістичнішими сподіваннями. Нам вдалося продемонструвати, що масивні нормальні галактики при z ~ 1,2 та z ~ 2,3 мали в п'ять-десять разів більше газу, ніж те, що ми бачимо в місцевому Всесвіті. Зважаючи на те, що ці галактики утворювали газ з високою швидкістю протягом тривалих періодів часу, це означає, що газ повинен був постійно поповнюватися шляхом екскреції з ореолів темної речовини, що чудово узгоджується з недавніми теоретичними роботами ».
Ще одним важливим результатом цих спостережень є перші просторово вирішені зображення розподілу холодного газу та рухів у кількох галактиках. "Це опитування відкрило двері для абсолютно нового напряму вивчення еволюції галактик", - каже П'єр Кокс, директор IRAM. "Це дійсно захоплююче, і ще багато чого нового".
"Ці захоплюючі висновки дають нам важливі підказки та обмеження для теоретичних моделей наступного покоління, які ми використовуватимемо для більш детального вивчення ранніх фаз розвитку галактики", - говорить Андреас Беркерт, спеціаліст з утворення зірок та еволюції галактик на високому рівні Німеччини Всесвіт кластерів. "Врешті ці результати допоможуть зрозуміти походження та розвиток нашого Чумацького Шляху".
Про зображення EGS 1305123: просторово вирішені оптичні та міліметрові зображення типової масивної галактики при червоному зміщенні z = 1,1 (5,5 мільярда років після Великого вибуху). Ліве зображення було зроблено космічним телескопом Хаббла у V- та I-оптичних діапазонах, як частина дослідження далеких галактик AEGIS. Праве зображення - це накладення викиду CO 3-2, що спостерігається з накладеним на I-зображення PdBI (червоний / жовтий кольори) (сірий). Вперше ці спостереження наочно показують, що випромінювання молекулярної лінії та оптичного світла від масивних зірок простежують масивний диск, що обертається діаметром ~ 60 000 світлових років. Цей диск за розмірами та структурою схожий, як це бачиться в z-0 дискових галактиках, таких як Чумацький Шлях. Однак маса холодного газу, що знаходиться в цьому диску, приблизно на порядок більше, ніж у типових дискових галактиках z ~ 0. Це пояснює, чому галактики з високим z можуть постійно утворюватись приблизно в десять разів більше швидкості типових галактик z ~ 0.
Джерела: Інститут позаземної фізики Макса Планка, Такконі та ін. (2010), Nature 463, 781 (препринт: arXiv: 1002.2149)
