Гигантские массы светящейся межзвездной пыли в самой далекой из найденных на данный момент галактик — A2744_YD4, разглядели ученые с помощью телескопа ALMA, говорится в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters.
В этой же галактике нашли кислород и это самое большое расстояние от Земли, на котором был зарегистрирован данный элемент.
Фактически, астрофизикам удалось увидеть галактику A2744_YD4 в тот момент, когда возраст Вселенной был всего 600 миллионов лет.
“A2744_YD4 не только является самой далекой галактикой из всех наблюдавшихся на ALMA”, — говорит один из исследователей Николас Лапорт, “но обнаружение в ней такого количества пыли свидетельствует о том, что вспышки ранних сверхновых там уже произошли.”
Космическая пыль состоит в основном из кремния, углерода и алюминия; размер ее зерен всего около миллионной доли сантиметра. Химические элементы, из которых состоят эти зерна, являются продуктами термоядерного синтеза, происходящего внутри звезд. Когда звезды умирают, пыль рассеивается в космическом пространстве.
В частности, это происходит при взрывах сверхновых – конечной стадии существования короткоживущих массивных звезд. В настоящее время пыли в галактиках очень много и она является основным «строительным материалом» при формировании звезд, планет и сложных молекул. Но в ранней Вселенной, когда первое поколение звезд еще не успело умереть, пыль встречалась редко.
Наблюдения запыленной галактики A2744_YD4 оказались возможны потому, что она расположена на луче зрения позади массивного скопления галактик Abell 2744, которое сыграло роль гигантского космического “телескопа”, увеличившего изображение более далекой A2744_YD4 примерно в 1,8 раз. Это и позволило ученым заглянуть столь глубоко в раннюю Вселенную.
Обнаружение пыли в ранней Вселенной дает новую информацию о том, когда происходили первые вспышки сверхновых, а значит, и когда во Вселенной зажглись первые звезды. Определение времени этого “космического рассвета” – одна из важнейших задач современной астрономии.
По оценке исследователей, в A2744_YD4 содержится количество пыли, эквивалентное 6 миллионам масс Солнца. При этом полная масса звезд этой галактики составляет 2 миллиарда Солнц. Группа также измерила темп звездообразования в A2744_YD4: 20 солнечных масс в год. В Млечном Пути в год образуется всего одна звезда с массой Солнца.
«Замечательно, что время, необходимое для формирования наличного количества пыли — всего околo 200 миллионов лет, так что получается, что мы наблюдаем эту галактику через совсем небольшое время после ее образования”, — объясняет соавтор работы Ричард Эллис (Richard Ellis, ESO и University College в Лондоне).
Таким образом, интенсивное звездообразование началось приблизительно за 200 миллионов лет до эпохи, в которой мы наблюдаем эту галактику. По словам Лапорта, «дальнейшие подобные измерения открывают блестящие перспективы исследования раннего звездообразования и формирования более тяжелых химических элементов все дальше во времени вглубь ранней Вселенной”.