Ранние галактики были гиперактивными,в плане формирования звёд

Галактики, включая наш Млечный Путь, состоят из сотен млрд звёзд. Как образовались такие огромные формации? Образовался ли сначала небольшой участок формирования звёзд, и потом начал расти? Или звёзды формировались сразу же по всей галактике? Международная группа, возглавляемая учёными из Max Planck Institute for Astronomy теперь находится гораздо ближе к ответу на этот вопрос. Исследователи изучали одну из самых ранних известных галактик, т.н. квазар с официальным названием J1148+5251. Свет от него проходит 12,8 млрд световых лет, это значит, что мы наблюдаем квазар таким, каким он был 12,8 млрд лет назад – меньше чем через 1 млрд лет после Большого Взрыва.

С помощью радиотелескопа IRAM Interferometer астрономы смогли получить очень специфичные изображения – они обнаружили инфракрасную радиацию с частотой присущей ионизованным атомам углерода – это верный признак предстоящего формирования звёзд. Эти изображения впервые показывают столь удалённые галактики в таком разрешении, что есть возможность измерить их размер. Также с помощью этих изображений учёным удалось установить, что в этом регионе происходит очень интенсивный процесс звёздообразования – чуть быстрее и это будет нарушать существующие законы физики. Каждый год этот регион образует звёз общей массой 1000 масс Солнца, дл сравнения Млечный Путь производит за это же время звёзд общей массой 1 солнечная масса.

Диаметр этого региона составляет 4000 световых лет, тогда как диаметр нашей галактики составляет 100000 световых лет. Формирование звёзд в галактиках происходит когда межзвёздные газ и пыль сжимаются под действием собственных сил притяжения. По мере сжатия внутренние температура и давление начинают расти и со временем внутреннее давление уравновешивает силу гравитации и сжатие останавливается. После этого вокруг звезды уже не может идти формирование новых звёзд – отсюда следует физическое ограничение на то, сколько звёзд может формироваться из данного объёма газа и пыли за заданное время.

При этом ядро формирования звёзд J1148+5251 достигает этого абсолютного предела. В нашей галактике также есть регион с таким уровнем формирования звёзд – Туманность Ориона, но J1148+5251 составляет несколько сотен млн таких регионов вместе. Эти исслеования показывают, что формирование звёзд в ранних галактиках происходило в небольшом центральном регионе и дальше галактики увеличивались в размерах за счёт столкновений и объединений с другими галактиками. Также стоит отметить, что после постройки сети радиотелескопов ALMA будет возможным более детальное изучение данного региона и подобных ему ранних галактик.