Гигантская протогалактика в молодой Вселенной формирует звёзды из «вторсырья», выяснили учёные

Международная команда астрофизиков получила прямое доказательство того, что галактики в ранней Вселенной не были изолированными «островами», а активно перерабатывали собственное вещество, запуская механизм «галактических фонтанов». Ключом к разгадке стала гигантская туманность «Мамонт-1», расположенная в 11 млрд световых лет от Земли. Наблюдения показали, что этот объект буквально втягивает в себя газовые потоки, обогащённые углеродом, что подтверждает теорию о рециркуляции материи как двигателе звездообразования.

Туманность «Мамонт-1»: окно в прошлое Вселенной

Объект MAMMOTH-1, открытый ещё в 2017 году, представляет собой протогалактику, существовавшую, когда возраст Вселенной составлял всего около 3 млрд лет. Используя телескопы Кека и «Субару», учёные смогли зафиксировать, как туманность поглощает вещество из окружающего пространства через как минимум три газовых рукава. Эти потоки подсвечивают фрагменты так называемой космической сети — структуры из газа и тёмной материи, которая связывает галактики воедино.

Следы углерода как ключевое доказательство

Особый интерес для исследователей представляет химический состав газовых потоков. В них обнаружено высокое содержание углерода — элемента, который синтезируется исключительно в недрах звёзд. Присутствие «металлов» (в астрономии так называют все элементы тяжелее водорода и гелия) в туманности размером 300 тыс. световых лет однозначно указывает на то, что вещество уже прошло через звёздный цикл. Этот обогащённый углеродом газ остывает значительно быстрее первичного водорода, что резко ускоряет процесс формирования новых звёзд.

Как работают «галактические фонтаны»

Согласно модели, подтверждённой наблюдениями, массивные звёзды, завершая свой жизненный цикл взрывом сверхновой, выбрасывают колоссальные объёмы вещества. Часть этого материала покидает пределы родной галактики и образует гигантские ореолы горячего газа. Затем эти облака, простирающиеся на тысячи световых лет, охлаждаются и «проливаются дождём» обратно на галактический диск, снабжая его свежим «топливом» для звездообразования. Именно этот механизм объясняет, почему процесс рождения звёзд в галактиках продолжается миллиарды лет, несмотря на кажущееся истощение внутренних запасов. Свет от туманности «Мамонт-1» шёл до Земли 11 млрд лет. На тот момент группа галактик, в которую она входит, простиралась на 50 млн световых лет. К сегодняшнему дню, по оценкам астрономов, это скопление должно было сжаться до 1 млн световых лет. Для сравнения: Местная группа, включающая наш Млечный Путь, занимает пространство в 10 млн световых лет. В нашей Галактике также существуют подобные «фонтаны», однако их точное количество и масштаб остаются предметом дальнейших исследований.