Теоретичні передбачення підтверджено відкриттям витоку молекулярного газу з квазара, коли Всесвіту було менше мільярда років.
Квазар — це компактна область, яку робить активною надмасивна чорна діра, що міститься в центрі великої галактики. Квазари дуже яскраві, мають вигляд дрібних цяток, тобто схожі на зорі, й надзвичайно віддалені від Землі. Завдяки величезній відстані та яскравості вони дають змогу астрономам зазирнути в умови раннього Всесвіту, коли йому було менше 1 мільярда років.
Група дослідників під керівництвом доцента Драґана Салака (Dragan Salak) з Хоккайдського університету, доцента Такуя Хашімото (Takuya Hashimoto) з Цукубайського університету та професора Акіо Іноуе (Akio Inoue) з Васедівського університету виявила перші докази придушення зореутворення, спричиненого відтоком молекулярного газу в материнську галактику квазара в ранньому Всесвіті. Результати дослідження, засновані на спостереженнях, виконаних за допомогою Великої міліметрової/субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) в Чилі, оприлюднив The Astrophysical Journal.
Молекулярний газ життєво важливий для утворення зір. Оскільки він є основним «інгредієнтом» для процесу зореутворення, поширеність і висока концентрація молекулярного газу в галактиці привели б до утворення величезної кількості зір. Відтік цього газу в міжгалактичний простір з більшим темпом, ніж газ міг би бути спожитий під час зореутворення, ефективно пригнічує утворення зір у галактиках, які містять квазари.
Група 12-метрових антен Великої міліметрової/субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) під час спостережень за нічним небом. Спостереження в цьому дослідженні виконували з використанням 12-метрових антен. Авторські права на зображення: ESO/ Y. Beletsky. Фото з сайту https://phys.org.
«Теоретичні роботи вказують на те, що вихід молекулярного газу відіграє важливу роль у формуванні та еволюції галактик з раннього віку, оскільки вони можуть регулювати утворення зір», — пояснив Салак. «Квазари є джерелами великої енергії, тому ми очікували, що вони можуть генерувати потужні потоки».
Квазар J2054-0005, який спостерігали дослідники, має дуже високе червоне зміщення — він і Земля, очевидно, дуже швидко віддаляються одне від одного.
«J2054-0005 — один із найяскравіших квазарів у далекому Всесвіті, тому ми вирішили вибрати цей об’єкт як гарного кандидата для вивчення потужних потоків», — сказав Хашімото.
Дослідники застосували ALMA для спостереження за витоком молекулярного газу з квазара. Це єдиний телескоп у світі, який має чутливість і діапазон частот для виявлення витоків молекулярного газу в ранньому Всесвіті. Тому ALMA була визначальним фактором для цього дослідження.
Говорячи про метод дослідження, Салак сказав: «Молекулярний (OH) газ, що витікає, виявлено під час поглинання. Це означає, що ми не спостерігали мікрохвильове випромінювання, яке надходить прямо від молекул OH; натомість ми спостерігали випромінювання від яскравого квазара, а поглинання означає, що молекули OH випадково поглинули частину випромінювання квазара. Отже, це було схоже на те, як начебто ми виявили газ, побачивши «тінь», яку він відкидає перед джерелом світла».
Потік молекулярного газу з квазара містить гідроксил (ОН) — його показано на малюнку вгорі. Внаслідок руху молекулярного газу до спостерігача пік OH у спектрі поглинання (нижня, пунктирна синя лінія) з’являється на коротшій довжині хвилі (суцільна синя лінія) через явище, відоме як ефект Доплера. Авторські права на зображення: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) змінено зі статті Dragan Salak, et al. The Astrophysical Journal. February, 1 лютого 2024 р. Фото з сайту https://phys.org.
Висновки цього дослідження є першим переконливим доказом того, що потужні потоки молекулярного газу з материнських галактик квазарів існують і впливають на еволюцію галактик у ранньому Всесвіті.
«Молекулярний газ є дуже важливою складовою галактик, оскільки він є матеріалом для утворення зір», — підсумував Салак. «Наші відкриття показують, що квазари здатні пригнічувати утворення зір у материнських галактиках, викидаючи молекулярний газ у міжгалактичний простір».
За інф. з сайту https://phys.org
