В центре слияния двух галактик найден таинственный источник мощнейшего светового излучения
«Космический телескоп Джеймса Уэбба подарил нам совершенно новый взглядй на Вселенную благодаря тому, что он обладает самым высоким пространственным разрешением и чувствительностью в инфракрасном диапазоне, — рассказала астрофизик Ханаэ Инами из Хиросимского астрофизического научного центра Университета Хиросимы в Японии. — Мы хотели найти "двигатель", приводящий в действие слияние галактической системы. Нам было известно, что этот источник скрыт за пеленой космической пыли, и поэтому мы не могли использовать видимый или ультрафиолетовый свет, чтобы найти его. Лишь благодаря телескопу Уэбба мы смогли узнать, что этот источник настолько яркий, что затмевает все остальное в водовороте сливающихся галактик».
Как галактики сливаются воедино
Хотя Вселенная в основном представляет собой пустое пространство, слияния галактик в ней не редкость. Массивные скопления звезд неумолимо притягиваются друг к другу, объединяясь, чтобы сформировать более крупные галактики и галактические кластеры. Это не какая-то аномалия глубокого космоса: наш родной Млечный Путь тоже является космическим монстром Франкенштейна, частично состоящим из всех других галактик, которые он поглотил за миллиарды лет своей жизни.
Ученые выделяют множество примеров галактических слияний на разных стадиях, но это медленный процесс, который может занять от миллионов до миллиардов лет. Поэтому для его изучения берутся реальные примеры, на основе которых исследователи реконструируют временную шкалу вокруг них. Представьте, что у вас есть лишь один кадр из фильма, а единственными другими примерами являются точно такие же отдельные кадры из похожих, но разных кинокартин. Так что изучение слияния галактик — это кропотливая работа, у которой есть масса нюансов.
Мы также знаем по свету, излучаемому этими слияниями, что это весьма активный процесс. Хотя галактики в основном сливаются без вреда для их содержимого, их звезды порой могут сталкиваться или просто гравитационно взаимодействовать, нарушая орбиты друг друга. Облака звездообразующего газа между звездами также вступают в столкновения, вызывая целые каскады звездообразования, известные как «звездные всплески». Со стороны плеяды зарождающихся светил представляют собой потоки инфракрасного света, мерцающего сквозь густые облака космической пыли.
Пылевая завеса
Именно их ученые ожидали увидеть, когда в 2010 году они направили инфракрасный космический телескоп «Спитцер» на слияние галактик на расстоянии 500 миллионов световых лет под названием IIZw096. Вместо этого они обнаружили яркий инфракрасный свет, сияющий посреди продолжающегося столкновения. К сожалению, «Спитцер» не смог получить изображение достаточно высокого разрешения, чтобы по нему можно было определить точное местоположение источника света, и тайну пришлось отложить в сторону.
Все дело в том, что более длинные волны инфракрасного света не рассеиваются пылью так, как это делают более короткие волны, а «Спитцер» в свое время был самым мощным аппаратом, поэтому ни у одного другого телескопа не было надежды даже приблизиться к его результатам. Затем в арсенале астрономов появился JWST, что позволило Инами и ее коллегам вернуться к проекту.
Исследователи обнаружили, что источник составляет около 70% процентов всего инфракрасного света, излучаемого сливающимися галактиками. Кроме того, хотя две галактики вместе охватывают около 65 000 световых лет, максимальный радиус инфракрасного источника составляет 570 световых лет. Это говорит о том, что область свечения очень компактна, но сияет при этом необычайно ярко.
Загадочный звездный двигатель
Мы знаем, что аккреционный диск вокруг активной черной дыры излучает много света, и что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик могут сливаться, когда встречаются в эпицентре слияния. Но расположение данного конкретного источника светового излучения своеобразно; он далек от центра обоих галактик, а именно там обычно прячутся черные дыры.
Что это, блуждающая черная дыра? Некая аномальная зона? Ученые пока не могут дать никаких конкретных ответов.
Исследователи также идентифицировали 12 меньших источников среднего инфракрасного света в данных JWST, сгруппированных вокруг яркого «двигателя». Некоторые из этих меньших сгустков уже были замечены ранее в данных ближнего инфракрасного диапазона от Хаббла, но пять из них были новыми. Они менее загадочны — световой профиль соответствует активности звездообразования, — но они указывают на то, что в точке, где встречаются две галактики, происходит что-то, задействующее огромное количество энергии.
Исследователи надеются, что дальнейший анализ приведет к идентификации источника загадочно яркого света. Между тем, они планируют больше наблюдений, чтобы помочь охарактеризовать пыль и газ внутри и вокруг продолжающегося необычного столкновения.