С помощью комплекса радиотелескопов ALMA ученые обнаружили H2O вместе с угарным газом в галактике, которая расположена примерно в 12,88 миллиарда световых лет от Земли – в самой массивной из известных галактик ранней Вселенной. Это самый дальний объект во Вселенной, где была найдена вода, сообщает пресс-служба Национальной радиоастрономической обсерватории (США). Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal.
Галактика SPT0311-58, о которой идет речь, на самом деле состоит из двух галактик и впервые был замечена учеными ALMA в 2017 году. Она образовалась во время эпохи реионизации – то есть в то время, когда Вселенной было примерно 550-800 миллионов лет, что составляет примерно пять процентов от ее нынешнего возраста, и зарождались первые звезды и галактики. Ученые полагают, что две галактики могут сливаться, и что их быстрое звездообразование не только израсходует их газ, или топливо для звездообразования, но и может в конечном итоге превратить пару в массивные эллиптические галактики, подобные тем, которые наблюдаются в местной группе Вселенной.
Молекулы воды и угарного газа ученые обнаружили в большей из двух галактик. «Кислород и углерод, в частности, являются элементами первого поколения, а в молекулярных формах окиси углерода и воды они имеют решающее значение для жизни, какой мы ее знаем, – отметил Шривани Яругула, астроном из Университета Иллинойса (США) и руководитель исследования. – В [галактике SPT0311-58] больше газа и пыли по сравнению с другими галактиками в ранней Вселенной, что дает нам множество потенциальных возможностей для наблюдения за многочисленными молекулами и лучшего понимания того, как эти элементы, создающие жизнь, повлияли на развитие ранней Вселенной».
Предыдущие исследования галактик в местной и ранней Вселенной коррелировали излучение воды и излучение пыли в далекой инфракрасной области. «Пыль поглощает ультрафиолетовое излучение звезд в галактике и повторно излучает его в виде фотонов дальнего инфракрасного диапазона. Это еще больше возбуждает молекулы воды, вызывая эмиссию, которую могут наблюдать ученые. В данном случае это помогло нам обнаружить эмиссию воды в этой массивной галактике. Эту корреляцию можно использовать для исследования воды как индикатора звездообразования, который затем может быть применен к галактикам в космологическом масштабе», – поясняют авторы работы.
Изучение первых галактик, которые сформировались во Вселенной, помогает лучше понять рождение, рост и эволюцию Вселенной и всех ее составляющих, включая Солнечную систему и Землю. Данная работа не только дает ответы о том, где и насколько далеко может существовать вода во Вселенной, но и формулирует большой вопрос: как смогло собраться такое количество газа и пыли, чтобы сформировать звезды и галактики на столь раннем этапе существования Вселенной? Чтобы ответить на этот вопрос, ученым предстоит еще многое узнать о SPT0311-58 и других галактиках ранней Вселенной.
[Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. DAGNELLO (NRAO)]
