Астрономы обнаружили уникальную галактику-«фабрику звёзд», существовавшую всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва. Галактика, обозначенная как Y1, производит звёзды в 180 раз быстрее, чем Млечный Путь. Открытие этого экстремального региона звёздообразования поможет учёным понять, как галактики ранней Вселенной достигали гигантских размеров за короткие сроки.

Природу Y1 удалось изучить благодаря анализу температуры её раскалённой космической пыли. Используя комплекс радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама, исследователи проанализировали свет, который шёл до Земли 13 миллиардов лет.

«Мы заглянули в эпоху, когда Вселенная создавала звёзды намного интенсивнее, чем сейчас, — пояснил руководитель исследования Том Бакс из Технологического университета Чалмерса (Швеция). — Ранее в этой галактике уже находили пыль, что сделало её самым удалённым объектом, где обнаружено свечение пыли. Это навело на мысль, что здесь действует особый, сверхгорячий механизм звёздообразования. Чтобы проверить гипотезу, мы измерили температуру».

Работа стала частью исследований условий формирования первых звёзд Вселенной — так называемых «звёзд населения III». Они рождались в среде, радикально отличающейся от условий, в которых позже возникли современные светила, включая Солнце.

Тайны звёздных колыбелей

Звёзды формируются в гигантских облаках газа и пыли, подобных туманностям Ориона и Киля в нашей галактике. Эти регионы светятся из-за излучения молодых массивных звёзд, охватывающего как видимый свет, так и инфракрасные и радиоволны.

«На определённых длинах волн галактика сияет благодаря облакам раскалённой пыли, — отметил Бакс. — Увидев её яркость, мы сразу поняли, что имеем дело с чем-то необычным».

Чувствительность ALMA, особенно прибора Band 9, настроенного на специфические длины волн, позволила определить, что пыль в Y1 нагрета до −180°C. «Для земных стандартов это холодно, но гораздо теплее, чем в других известных галактиках, — добавил Йоичи Тамура из Университета Нагоя (Япония). — Это подтвердило, что Y1 — экстремальная звёздная фабрика. Такие объекты, вероятно, были распространены в ранней Вселенной».

Хотя Y1 производит около 180 солнечных масс звёзд в год, этот бурный этап не мог длиться вечно. Однако учёные предполагают, что подобные вспышки звёздообразования были обычным явлением для юных галактик, хотя сейчас их трудно обнаружить.

Загадка «лишней» пыли

Дальнейшее изучение Y1 может решить загадку ранних галактик, которые содержат больше пыли, чем могут объяснить их звёзды. Высокая температура Y1 указывает, что пыль кажется более обильной из-за яркого свечения, создаваемого даже небольшим количеством нагретых частиц.

«Молодые галактики не успевают произвести много тяжёлых элементов и пыли, но то, что есть, горит ярко», — пояснила Лаура Соммовиго из Института Флэтирон и Колумбийского университета.

Исследование, опубликованное в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, открывает новые горизонты. «Теперь мы планируем искать аналоги Y1 и использовать ALMA для детального изучения их механизмов», — поделился Бакс.

Учёные надеются, что данные телескопов ALMA и JWST помогут раскрыть, как экстремальные «звёздные фабрики» повлияли на химическую эволюцию Вселенной. Возможно, именно они стали ключевыми «поставщиками» тяжёлых элементов, без которых не возникли бы планеты и жизнь.