Семена гигантских галактик сформировались в ранней вселенной

Хотя они являются самыми массивными галактиками с наибольшим количеством звезд, почти все их звезды старые. Скорее всего, когда-то в прошлом предшественники массивных эллиптических галактик в срочном порядке образовали много звезд, а затем по какой-то причине остановились.

К счастью, конечная скорость света дает ученым возможность повернуть время вспять и посмотреть на раннюю вселенную. Если галактика расположена на расстоянии 12 миллиардов световых лет, то свет от этой галактики должен был отправиться в путь за 12 миллиардов лет до того, как он достиг Земли. Соответственно, наблюдаемый сегодня свет должен был покинуть галактику 12 миллиардов лет назад. Другими словами, свет - это изображение того, как галактика выглядела 12 миллиардов лет назад. Наблюдая за галактиками на разных расстояниях от Земли, астрономы могут реконструировать историю Вселенной.

Международная команда, включающая исследователей из Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ), Токийского университета и Университета Копенгагена, использовала данные телескопа NAOJ Subaru и других телескопов для поиска галактик, расположенных на расстоянии 12 миллиардов световых лет от нас. Среди них они идентифицировали массивные галактики без активного звездообразования, как вероятных прародителей современных гигантских эллиптических галактик. Удивительно, что зрелые гигантские галактики уже существовали тогда, когда Вселенной было всего около 13% своего нынешнего возраста.

Затем команда использовала телескоп Subaru для наблюдения с высоким разрешением за ближней инфракрасной областью спектра с 5 самыми яркими массивными пассивными галактиками, расположенными на расстоянии 12 миллиардов световых лет.

Результаты показывают, что, хотя массивные пассивные галактики компактны (всего около 2% размера Млечного Пути), они такие же тяжелые, как современные галактики. Это означает, что, чтобы стать современными гигантскими эллиптическими галактиками, они должны увеличиться в размерах примерно в 100 раз, а в массе - примерно в 5 раз. Сравнивая наблюдения с игрушечными моделями, команда показала, что это было бы возможно, если бы рост был вызван не крупными слияниями, когда две сходные галактики сливаются в большую, а незначительными слияниями, когда большая галактика поглощает меньшие.

«Мы очень взволнованы последствиями наших выводов», - объясняет Марико Кубо, исследователь в NAOJ. «Но сейчас мы достигли предела разрешения существующих телескопов. Превосходное пространственное разрешение разрабатываемого 30-метрового телескопа позволит нам более точно изучать морфологию далеких галактик. Для более далеких галактик за пределами 12 миллиардов световых лет нам необходим космический телескоп следующего поколения - телескоп Джеймса Уэбба».