«Джеймс Уэбб» заметил крайне темную галактику в ранней Вселенной

В ранней Вселенной обнаружена сильно запыленная и активно рождающая звезды галактика, которая в дальнейшем может породить массивную спокойную галактику. AC-2168 не попадает в области повышенной плотности галактик, что делает случай ее обнаружения большой удачей. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Популяция далеких пыльных звездообразующих галактик впервые обнаружена относительно недавно в ходе глубоких обзоров неба в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах волн. Эти системы крайне слабо видны в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах волн. Большая удаленность в сочетании с высокими темпами звездообразования (на уровне сотен или тысячи масс Солнца в год) делает эти системы потенциально важным элементом для объяснения наблюдаемых в ранней и молодой Вселенной необычно массивных галактик, которые либо продолжают активно наращивать звездные массы, либо уже успели потушить звездообразование. 

Группа астрономов во главе с Лунджи Бингом (Longji Bing) из Университета Сассекса сообщила об обнаружении очень темной и далекой галактики AC-2168. Она найдена в ходе анализа данных миллиметрового обзора неба A3COSMOS, проводившегося радиотелескопом ALMA, и обзора этой же части неба камерой NIRCam «Джеймса Уэбба» в рамках инфракрасного обзора COSMOS-Web и подтверждена дополнительными наблюдениями телескопов NOEMA и ALMA. 

Спектроскопическое красное смещение AC-2168 составило 6,631, что означает, что она существовала, когда возраст Вселенной составлял менее 900 миллионов лет. Галактика заметна в миллиметровом диапазоне и очень тускла в инфракрасном, что отличает ее от других пыльных звездообразующих галактик с большими красными смещениями. Система характеризуется большой звездной массой (около 3,7 × 10¹⁰​ масс Солнца) и умеренным темпом рождения звезд (240 масс Солнца в год). Галактика сильно запылена, наблюдаемый резервуар пыли в ней относительно компактен (около килопарсека) и содержит теплую (около 60 кельвин) пыль. Общие запасы газа составляют около 4 × 10^10​ масс Солнца, а сама AC-2168 не попадает в зоны пиковой плотности галактик в поле зрения обзоров. 

Наблюдаемые свойства делают AC-2168 менее активной в плане звездообразования, чем в случае очень ярких пыльных звездообразующих галактик из широкоугольных обзоров неба. Однако при этом она все равно хорошо вписывается в модель системы, переживающей фазу активного и скрытого пылью набора звездной массы. Предполагается, что AC-2168 может выступать прародителем массивных и спокойных в плане звездообразования галактик на красных смещениях более 4, которые проходили через стадии быстрого и интенсивного наращивания звезд.

Недавно также выяснилось, что активному звездообразованию в компактных галактиках ранней Вселенной могли способствовать сверхмассивные черные дыры. Правда, они же потом его и гасили.