Обнаружена яркая инфракрасная галактика, которая скрывалась за квазаром
Вселенная продолжает преподносить сюрпризы, демонстрируя, что даже при изучении, казалось бы, известных объектов можно наткнуться на совершенно неожиданные открытия. Именно это и произошло с международной группой астрономов, которая, направив мощь Атакамской большой антенной решетки (ALMA) на знаменитый квазар Кловерлиф или «Клеверный лист», неожиданно для себя обнаружила нечто гораздо более загадочное и мощное, скрывавшееся на его фоне. Эта находка не просто дополнила каталог космических тел, а приоткрыла завесу над одной из самых бурных и скрытых стадий эволюции галактик.
Попытка лучше изучить гравитационно-линзированный квазар H1413+117, известный как «Клеверный лист» из-за своего четырехлистного строения, привела к обнаружению ультра-яркой инфракрасной галактики (ULIRG), расположенной примерно в 6 угловых секундах от него. Ключевым аспектом открытия стало то, что эта галактика оказалась «оптически темной» — невидимой в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах, что и объясняет, почему она долгое время оставалась незамеченной. Ее смогли обнаружить только благодаря субмиллиметровым наблюдениям на ALMA, которые позволяют заглянуть сквозь толстые слои пыли. Последующий анализ показал, что галактика находится на красном смещении z~3.39, что означает, что мы видим ее в эпоху, когда Вселенная была значительно моложе — ей было всего около 2.3 миллиарда лет.
Физические характеристики новооткрытой галактики поистине экстремальны. Ее инфракрасная светимость оценивается в 2,8 триллиона светимостей Солнца, что классифицирует ее как ULIRG — тип галактик с наиболее интенсивным звездообразованием во Вселенной. Скорость этого процесса в таких объектах может достигать тысяч солнечных масс в год.
Молекулярная масса галактики колоссальна и составляет от 40 до 230 миллиардов масс Солнца, что предоставляет огромный резервуар топлива для будущего звездообразования. При этом масса ее центральной черной дыры оценивается примерно в 100 миллионов солнечных масс, а общая рентгеновская светимость системы достигает 400 тредециллионов эрг/с, что указывает на активное аккреционное процессы.
Астрономы предполагают, что эта ULIRG переживает ключевую стадию своей эволюции, вызванную, вероятно, слиянием двух крупных, богатых газом галактик. Данные указывают на то, что молекулярный газ в системе еще не достиг динамического равновесия, что типично для последствий таких катаклизмических событий.
Богатые запасы газа, порожденные слиянием, будут подпитывать интенсивное звездообразование в течение длительного времени. Исследователи выдвигают интригующую гипотезу о том, что, возможно, они застали галактику на стадии превращения в так называемую «галактику, затмеваемую горячей пылью» (DOG), которая затем эволюционирует в фазу «голого» активного ядра (AGN), чтобы в конечном итоге стать массивной эллиптической галактикой в современной Вселенной.
Однако для подтверждения этой эволюционной цепочки и точного определения текущего статуса галактики необходимы дальнейшие изыскания. Как отмечают авторы открытия, критически важно изучить физическое состояние плотного молекулярного газа, который служит непосредственным топливом для рождения звезд.
Только такой анализ позволит отличить, является ли этот объект звездной вспышкой, квазаром, скрытым пылью, или же он представляет собой переходную фазу. Таким образом, случайная находка за квазаром «Кловерлиф» не только подарила науке новый уникальный объект для изучения, но и обозначила новое направление в исследовании самых бурных и скрытых от глаз процессов формирования галактик в молодой Вселенной.