Древняя галактика, аккрецирующая водород и гелий из окружающей среды для формирования молодых звезд и своего роста. Иллюстрация ESO/L. Calcada
Проведя очередное исследование с использованием Very Large Telescope, учёные пришли к выводу, что древние галактики, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва, росли не только за счёт столкновения с соседями, но и «всасывания» холодного газа и использования его в качестве материала для формирования новых звёзд.
Теоретические модели астрономов показывают, что первые галактики сформировались в течение нескольких миллиардов лет после Большого взрыва. Они были весьма небольшими, в них содержалось заметно меньше звёзд, чем, например, в нашей Млечном Пути, чьё «население» составляет около 100 миллиардов звёзд. В дальнейшем галактики увеличивались в размерах, и нередко это происходило в результате их столкновения друг с другом. Однако результаты недавних наблюдений указывают, что по крайней мере некоторые из самых первых галактик, доросших до значительных размеров, не проходили через процессы столкновения с другими галактиками. При столкновениях галактик в них начинают активно идти процессы звёздообразования, которые затухают через несколько миллионов лет. Тем не менее, изучение части старых звёздных скоплений показало, что новые звёзды образовывались в них в течение миллиарда и даже более лет.
В своем новом исследовании команда астрономов из Европы использовала Very Large Telescope — комплекс из четырёх отдельных 8,2-метровых оптических телескопов, объединённых в одну систему, чтобы проверить теорию, согласно которой молодые галактики могли расти, всасывая окружающие их холодные потоки водорода и гелия — первичных элементов, заполнявших раннюю Вселенную. Астрономам удалось обнаружить три древних галактики, форма которых указывает на то, что они не сталкивались с соседями. Кроме того, выбранные галактики были стандартными, похожими на Млечный Путь, что делает их довольно крупными в древней Вселенной, и возникли они спустя два миллиарда лет после Большого Взрыва.
В галактиках современной Вселенной тяжёлые элементы чаще всего размещены близко к центру. Но когда учёные проанализировали выбранные ими далёкие галактики с помощью спектрографа SINFONI, установленного на VLT, их ждал приятный сюрприз: что во всех трёх случаях наблюдаемый участок галактики, недалеко от центра, имел меньшее количество тяжелых элементов, но при этом в нём происходило активное формирование звёзд. Скорее всего, материал в качестве составляющей звездообразования шёл от окружающего нетронутого газа с низким содержанием тяжёлых элементов. Это стало лучшим доказательством того, что молодые галактики используют примитивный газ для формирования новых поколений звёзд.
Руководитель группы исследователей, Джованни Креши из обсерватории «Арчетри» говорит: «Новые результаты от VLT являются первым прямым доказательством того, что аккреции газа на самом деле было достаточно, чтобы начать энергичное формирование звезд и рост массивных галактик в молодой Вселенной. Наше открытие будет иметь значительное влияние на понимание эволюции Вселенной от Большого взрыва до наших дней. Вполне возможно, что придётся даже переписать теории формирования и эволюции галактик».
