Не имея топлива для звездообразования, эти галактики буквально работали на пустом месте. Результаты опубликованы в журнале Nature.
"На данный момент в нашей Вселенной все галактики должны образовывать множество звезд. «Это пик звездообразования», – пояснила ведущий автор Кейт Уитакер, доцент астрономии Массачусетского университета в Амхерсте. Уитакер также является ассоциированным преподавателем в Центре Cosmic Dawn в Копенгагене, Дания. "Так что же случилось со всем холодным газом в этих галактиках так рано??"
Это исследование является классическим примером гармонии между наблюдениями Хаббла и ALMA. Хаббл точно определил, где в галактиках существуют звезды, и показал, где они формировались в прошлом.
Обнаружив холодную пыль, которая служит заменителем холодного водородного газа, ALMA показала астрономам, где в будущем могут образовываться звезды, если будет достаточно топлива.
Использование собственных телескопов природы
Изучение этих ранних, далеких, мертвых галактик было частью программы REQUIEM с соответствующим названием, что означает «Разрешение СПОКОЙНЫХ увеличенных галактик при большом красном смещении». (Красное смещение происходит, когда свет растягивается в результате расширения пространства и кажется смещенным в сторону красной части спектра. Чем дальше галактика по отношению к наблюдателю, тем она краснее.)
Команда REQUIEM использует чрезвычайно массивные скопления галактик на переднем плане в качестве естественных телескопов. Огромная гравитация скопления галактик искажает пространство, искривляя и увеличивая свет от фоновых объектов. Когда ранняя, массивная и очень далекая галактика расположена позади такого скопления, она кажется сильно растянутой и увеличенной, что позволяет астрономам изучать детали, которые в противном случае было бы невозможно увидеть.
Это называется сильным гравитационным линзированием."
Только объединив превосходное разрешение Хаббла и ALMA с этим сильным линзированием, команда REQUIEM смогла понять формирование этих шести галактик, которые выглядели так, как они выглядели всего через несколько миллиардов лет после большого взрыва.
«Используя сильное гравитационное линзирование в качестве естественного телескопа, мы можем найти самые далекие, самые массивные и первые галактики, которые прекратили свое звездообразование», – сказал Уитакер. «Мне нравится думать об этом, как о науке 2030-х или 40-х годов – с мощными космическими телескопами следующего поколения – но сегодня вместо этого, объединив возможности Хаббла и ALMA, которые усиливаются сильным линзированием."
«REQUIEM собрал самую большую на сегодняшний день выборку этих редких мертвых галактик с сильными линзами в ранней Вселенной, и сильное линзирование является ключевым моментом», – сказал Мохаммад Ахшик, главный исследователь программы наблюдений Хаббла. "Он усиливает свет на всех длинах волн, чтобы его было легче обнаружить, и вы также получаете более высокое пространственное разрешение, когда эти галактики растянуты по небу.
По сути, вы можете заглянуть внутрь них в более мелких физических масштабах, чтобы понять, что происходит."
Живи быстро, умри молодым
Такие мертвые галактики, кажется, не омолаживаются даже в результате более поздних незначительных слияний и скоплений близлежащих небольших галактик и газа.
Поедание вещей вокруг них в основном просто "вздувает" галактики. Если звездообразование действительно возобновится, Уитакер описал это как «своего рода глазурь."Около 11 миллиардов лет спустя в современной Вселенной эти ранее компактные галактики, как полагают, стали больше, но все еще мертвы с точки зрения любого нового звездообразования.
Эти шесть галактик жили быстрой и бурной жизнью, создавая свои звезды за удивительно короткое время. Почему они так рано закрыли звездообразование, все еще остается загадкой.
Уитакер предлагает несколько возможных объяснений: «Включилась ли сверхмассивная черная дыра в центре галактики и нагрелась ли весь газ?? Если так, то газ еще может быть, но сейчас жарко.
Или он мог быть изгнан, и теперь он не может вернуться в галактику. Или галактика просто израсходовала все это, и поставка отключена?
Это некоторые из открытых вопросов, которые мы продолжим исследовать с новыми наблюдениями в будущем."
Космический телескоп Хаббла – это проект международного сотрудничества между НАСА и ЕКА (Европейское космическое агентство).
Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет телескопом. Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд, проводит научные операции Хаббла.
STScI управляется для НАСА Ассоциацией университетов для исследований в области астрономии в Вашингтоне, округ Колумбия.C.