Астрономи спостерігали за галактикою, яка раптово перестала утворювати нові зірки понад 13 мільярдів років тому. За допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба міжнародна група астрономів під керівництвом Кембриджського університету помітила «мертву» галактику, коли Всесвіту було лише 700 мільйонів років. Це найстаріша така галактика, яку коли-небудь спостерігали.
Схоже, ця галактика жила швидко і померла молодою: утворення зірок відбувалося швидко і майже так само швидко припинялося, що є неочікуваним для такого раннього етапу еволюції Всесвіту. Однак незрозуміло, чи є «погашений» стан цієї галактики тимчасовим чи постійним, і що спричинило припинення утворення нових зірок.
Результати , опубліковані в журналі Nature, можуть бути важливими, щоб допомогти астрономам зрозуміти, як і чому галактики перестають утворювати нові зірки, і чи змінилися фактори, що впливають на утворення зірок, протягом мільярдів років.
«Перші кілька сотень мільйонів років існування Всесвіту були дуже активною фазою, коли багато газових хмар руйнувалися, утворюючи нові зірки», — сказав Тобіас Лозер з Інституту космології Кавлі, перший автор статті. «Галактикам потрібен великий запас газу, щоб утворювати нові зірки, і ранній Всесвіт був схожий на шведський стіл, який можна їсти».
«Тільки пізніше у Всесвіті ми починаємо спостерігати, як галактики перестають утворювати зірки, чи то через чорну діру, чи через щось інше», — сказав співавтор доктор Франческо Д’Еудженіо, також з Інституту космології Кавлі.
Астрономи вважають, що утворення зірок можна уповільнити або зупинити різними факторами, і всі вони призведуть до того, що галактика не матиме газу, необхідного для утворення нових зірок. Внутрішні фактори, такі як надмасивна чорна діра або зворотний зв’язок із утворенням зірок, можуть виштовхнути газ із галактики, спричинивши швидке припинення утворення зірок. З іншого боку, газ може дуже швидко витрачатися під час утворення зірок, без швидкого поповнення свіжим газом із оточення галактики, що призведе до голодування галактики.
«Ми не впевнені, чи може будь-який із цих сценаріїв пояснити те, що ми зараз бачили з Веббом», — сказав співавтор, професор Роберто Майоліно.
«До цього часу, щоб зрозуміти ранній Всесвіт, ми використовували моделі, засновані на сучасному Всесвіті. Але тепер, коли ми можемо побачити набагато далі в часі і спостерігати, що утворення зірок у цій галактиці так швидко припинилося, моделі, засновані на про сучасний всесвіт, можливо, доведеться переглянути».
Використовуючи дані JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), астрономи визначили, що ця галактика пережила короткий та інтенсивний період зореутворення протягом періоду від 30 до 90 мільйонів років. Але між 10 і 20 мільйонами років до того моменту, коли це спостерігалося Веббом, утворення зірок раптово припинилося.
«Здається, у ранньому Всесвіті все відбувається швидше та драматичніше, і це може включати галактики, які переходять від фази зореутворення до сплячої або згасаючої фази», — сказав Лузер.
Раніше астрономи спостерігали мертві галактики в ранньому Всесвіті, але ця галактика є найдавнішою на сьогодні — лише 700 мільйонів років після Великого вибуху, понад 13 мільярдів років тому. Це спостереження є одним із найглибших, зроблених Веббом.
Крім того, що ця галактика найстаріша, вона також має відносно невелику масу — приблизно таку ж, як Мала Магелланова Хмара (SMC), карликова галактика поблизу Чумацького Шляху, хоча SMC все ще формує нові зірки. Інші погаслі галактики в ранньому Всесвіті були набагато масивнішими, але покращена чутливість Вебба дозволяє спостерігати та аналізувати менші та тьмяніші галактики.
Астрономи кажуть, що хоча на момент спостереження вона здається мертвою, цілком можливо, що приблизно через 13 мільярдів років ця галактика, можливо, повернулася до життя та знову почала утворювати нові зірки.
«Ми шукаємо інші галактики, подібні цій, у ранньому Всесвіті, що допоможе нам накласти деякі обмеження на те, як і чому галактики перестають утворювати нові зірки», — сказав Д’Еудженіо. «Це може бути так, що галактики в ранньому Всесвіті «вмирають», а потім повертаються до життя — нам знадобиться більше спостережень, щоб допомогти нам це зрозуміти».