«Джеймс Уэбб» показал очень далёкую галактику со вспышкой звездообразования

Астрофизики, используя инфракрасные возможности телескопа «Джеймс Уэбб», обнаружили, что рекордная скорость рождения звезд в древней галактике GN20 вызвана не внутренними процессами, а лобовым столкновением с соседней галактикой. Это открытие ставит под сомнение существующие модели эволюции галактик в ранней Вселенной и объясняет механизм, который превращает хаотичные сгустки материи в структуры, подобные нашему Млечному Пути.

Скрытый двигатель звездообразования

GN20, удаленная от Земли на 12 миллиардов световых лет, представляет собой уникальную лабораторию для изучения процессов, происходивших, когда возраст Вселенной составлял всего 1,8 миллиарда лет. Скорость формирования новых светил в этой системе достигает 1860 солнечных масс ежегодно — это в сотни раз превышает показатели современных галактик. Однако ключевой вывод, сделанный командой под руководством Луиса Колины из Испанского астробиологического центра, заключается в том, что причиной этой активности стало гравитационное взаимодействие.

Аномалия в структуре ядра

Прибор MIRI, установленный на «Уэббе», позволил заглянуть сквозь плотные облака пыли и газа, которые непрозрачны для оптических телескопов. В центре GN20 исследователи обнаружили компактное ядро диаметром менее 2600 световых лет. Внутри этой области скорость звездообразования составляет 500 солнечных масс в год, и этот процесс длится уже 100 миллионов лет. Самое примечательное: центр газовой оболочки, окружающей ядро, смещен относительно центра звездной группировки. Такая деформация — прямой признак недавнего гравитационного возмущения, вызванного либо пролетом другой галактики на небольшом расстоянии, либо началом их слияния.

Механизм «триггера» и будущее галактики

Подобные столкновения нарушают гравитационное равновесие в газовых облаках, вызывая их фрагментацию и коллапс, что и запускает лавинообразное формирование звезд. В случае с GN20 этот сценарий подтверждается структурой диска: его диаметр составляет около 46 тысяч световых лет, а вращение указывает на то, что вещество еще не успокоилось после внешнего воздействия.

Согласно выводам астрономов, GN20 в конечном итоге превратится в массивную эллиптическую галактику. Процесс бурного звездообразования в ней неизбежно прекратится, когда запасы газа будут исчерпаны или выметены из системы в результате слияния. Такая эволюционная траектория делает GN20 аналогом предков современных галактик, входящих в Местную группу, включая Млечный Путь.

Ранее считалось, что основным фактором, определяющим темпы звездообразования в ранних галактиках, является высокая плотность межзвездной среды. Новые данные указывают на то, что гравитационные взаимодействия и столкновения играют не менее важную, а возможно, и ведущую роль. Это означает, что модели формирования крупномасштабной структуры Вселенной требуют корректировки: эволюция галактик оказывается более динамичной и зависимой от случайных событий — слияний и близких пролетов, — чем предполагалось ранее.