Эта далекая галактика осталась одна в космосе, потому что съела своих друзей

Composite X-ray, radio and optical image of the distant quasar galaxy 3C 297.

Это классическая социальная оплошность. Вы находитесь в счастливой компании, окруженной всеми вашими друзьями, и вы поглощаете их одного за другим, поглощаете их собой, пока не остаетесь совершенно одиноким, гротескной агломерацией одиночества в том, что когда-то было переполненным окружением.

Похоже, именно это и произошло с галактикой 9,2 миллиарда лет назад, установили ученые. Галактика 3C 297 в относительно ранней Вселенной загадочным образом находится в полном одиночестве, хотя ее окружение предполагает, что она должна быть частью скопления не менее 100 галактик, некоторые из которых должны быть размером с Млечный Путь.

Тот факт, что 3C 297 находится совсем один, предполагает, что со всеми этими другими галактиками произошло что-то еще.

«Похоже, что у нас есть скопление галактик, в котором отсутствуют почти все его галактики», – говорит астроном. Валентина Миссалья из Туринского университета в Италии. «Мы ожидали увидеть как минимум дюжину галактик размером с Млечный Путь, но увидели только одну».

Данные об окружающей среде вокруг 3C 297 поступили из рентгеновской обсерватории Чандра, изучающей высокоэнергетическое излучение от мощных источников по всему космосу. Сама галактика является источником этого излучения; в нем находится квазар, активное галактическое ядро, содержащее сверхмассивную черную дыру, пожирающую материал с такой бешеной скоростью, что он излучает один из самых ярких светов во Вселенной.

Квазары часто испускают лучи плазмы из полярные области сверхмассивной черной дыры в их ядре, выбрасывающие струи материи в космос со скоростью, близкой к скорости света в вакууме. Они создаются из материала, вращающегося вокруг горизонта событий черной дыры, который сметается и ускоряется вдоль силовых линий магнитного поля к полюсам и выбрасывается в межгалактическое пространство.

3C 297 имеет такие струи, и это где вещи вокруг галактики становятся интересными. Данные от Чандры и Очень большого массива Карла Г. Янски выявили несколько признаков того, что джеты проходят через межгалактическую среду, связанную с скоплением галактик, известную как внутрикластерная среда.

Один из струи искривлены таким образом, что предполагает их взаимодействие с газом во внутрикластерной среде. Другая струя создала источник рентгеновского излучения на расстоянии 140 000 световых лет от галактики, предполагая, что она врезалась в газ, заставив его нагреться и испустить рентгеновские лучи. Кроме того, данные Chandra предполагают наличие большого количества горячего газа в пространстве вокруг 3C 297.

Все три характеристики, взятые вместе, предполагают, что должны быть другие галактики, гравитационно связанные с 3C 297 как взаимодействующее скопление. .

Действительно, на том же участке неба, что и далекая галактика-квазар, действительно есть другие галактики. Поэтому Миссалья и ее коллеги обратились к данным оптической и инфракрасной обсерватории Джемини на Гавайях, чтобы лучше понять пространство вокруг 3C 297.

Эти данные показали, что 19 галактик близки к 3C 297 только в двух размеры; их расстояния от нас сильно отличаются от расстояний от 3C 297, и они не принадлежат к одной и той же области пространства. Пекулярная одинокая галактика-квазар действительно совершенно одинока.

Эти подсказки предполагают, что 3C 297 является результатом слияния гигантских скоплений, что делает ее так называемой «группой ископаемых»; остатки скопления, объединенные в один объект.

«Мы думаем, что гравитационное притяжение одной большой галактики в сочетании с взаимодействием между галактиками было слишком сильным, и они слились с большой галактикой», — объясняет астроном Хуан Мадрид из Техасского университета. «Для этих галактик сопротивление, по-видимому, было бесполезным».

Мы видели другие скопления галактик в процессе этих слияний и проследили «сверхмагистрали» газовых волокон, по которым они проходят на пути к слиянию. Мы даже видели другие группы ископаемых; тем не менее, все другие ископаемые группы, идентифицированные на сегодняшний день, были обнаружены ближе к нам, а это означает, что мы наблюдаем их позже в истории Вселенной.

3C 297 — это самая ранняя группа ископаемых, обнаруженная астрономами, которая означает, что эти слияния могут произойти намного раньше в течение жизни Вселенной, чем предполагалось.

Это означает, что нам, возможно, придется переосмыслить, как разворачиваются полные слияния скоплений галактик.

«Может быть сложно объяснить, как Вселенная могла создать эту систему всего через 4,6 миллиарда лет после Большого взрыва», — говорит астроном Миша Ширмер из Института астрономии Макса Планка в Германии. «Это не ломает наши представления о космологии, но начинает раздвигать границы того, как быстро должны были сформироваться галактики и скопления галактик».

Учитывая большое количество вещей, которые мы обнаруживаем в космосе. Ранняя Вселенная, которой, как мы думали, не может быть, однако, возможно, 3C 297 не такая уж и странная.

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.