Наблюдения показывают, что когда Вселенной было от двух до трех миллиардов лет, половина массивных компактных галактик уже прекратила образование новых звезд и «потухла». Эти галактики накопили более 10 миллиардов солнечных масс звезд за относительно короткий космологический период. Современные теоретические модели эволюции галактик объясняют процесс их формирования, но с запуском космического телескопа «Джеймс Уэбб» ученые начали находить еще более древние потухшие галактики.
С помощью «Джеймса Уэбба» астрономы открыли несколько «мертвых» массивных галактик с красным смещением 5, что соответствует времени, когда Вселенной было всего 1,2 миллиарда лет. Также в последние годы ученые исследуют современные потухшие галактики раннего типа. Некоторые из них, согласно спектральному анализу, могли пройти через активное звездообразование, когда Вселенной было всего 600 миллионов лет. Однако такие находки трудно объяснить с помощью существующих теоретических моделей.
Для того чтобы лучше понять историю этих галактик, необходимо найти и исследовать больше древних потухших объектов. В новой статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal, исследователи описывают галактику RUBIES-UDS-QG-z7 — рекордно древний потухший массивный объект.
RUBIES-UDS-QG-z7 — это компактная круглая галактика с массой в 10 миллиардов солнечных масс. Ее красное смещение составляет 7,29, что позволяет увидеть ее в момент, когда Вселенной было всего 730 миллионов лет. Согласно наблюдениям, вспышка звездообразования в этой галактике произошла, когда Вселенной было от 550 до 650 миллионов лет. Именно в этот период сформировалась большая часть ее звезд, и последние 50 миллионов лет она пребывает в потухшем состоянии.
В период активного звездообразования такие галактики должны были бы быть яркими в ультрафиолетовом свете. Однако астрономы пока нашли только несколько потенциальных «предков» для RUBIES-UDS-QG-z7, и возможно, что многие из них скрыты за плотными облаками газа и пыли.
Галактика RUBIES-UDS-QG-z7 является предшественницей более поздних массивных потухших галактик. По своей компактности и плотности звезд она схожа с галактиками, возраст которых составляет 1-1,5 миллиарда лет, а также с центральными областями современных эллиптических галактик, размер которых доходит до тысячи световых лет.
Современные массивные потухшие галактики гораздо массивнее RUBIES-UDS-QG-z7. Для того чтобы она достигла таких размеров, необходима еще одна вспышка звездообразования с быстрым затуханием или слияние с другой потухшей галактикой. Однако такие слияния происходят не так часто, чтобы это могло быть основным механизмом роста.
«Открытие RUBIES-UDS-QG-z7 предполагает, что такие галактики существовали в первый миллиард лет существования Вселенной в 100 раз чаще, чем это предсказывают современные теоретические модели», — сказала Андреа Вейбел, главный автор статьи и исследователь из Женевского университета.
В будущем ученые планируют искать другие кандидаты в потухшие массивные галактики с помощью данных телескопа «Джеймс Уэбб». Они также проведут более глубокое исследование спектра RUBIES-UDS-QG-z7, чтобы уточнить ее историю звездообразования. Кроме того, использование радиообсерватории ALMA поможет выявить состав газа и пыли в галактике, а также, возможно, установить причины ее ранней «смерти», сообщает Naked Science.