Международная группа под руководством исследователя Роналдо Лайшрама выявила различия в росте галактик в протокластере, который существовал, когда Вселенной было всего 1,2 миллиарда лет. В исследовании использовались данные телескопа Субару и космического телескопа Джеймса Уэбба. Галактики в более плотных регионах имели большие размеры по сравнению с галактиками в средних средах того же времени.
Открытие указывает на то, что окружающая среда уже влияла на звездное распределение галактик в ранней Вселенной. Это бросает вызов предыдущим взглядам, согласно которым их развитие определялось только внутренними факторами.
Протокластер Локтак, обнаруженный телескопом Subaru
Протокластер получил название Локтак в честь одноименного озера в Манипуре, Индия. В структуре представлены четыре основные области концентрации галактик. Они соединяются аналогичным образом с плавучими островами озера.
Работу возглавил Роналдо Лайшрам, специальный приглашенный исследователь Национальной астрономической обсерватории Японии. Команда обнаружила систему, исследуя ее с помощью камеры Hyper Suprime-Cam телескопа Subaru на Гавайях.
Протокластер находится в направлении созвездия Секстанта. Оно охватывает обширную территорию и имеет плотность галактик в четыре раза большую, чем среднее поле.
Данные Джеймса Уэбба показывают различия в размерах между средами
Исследователи проанализировали изображения Джеймса Уэбба, чтобы сравнить галактики в протокластере с другими галактиками в менее плотной среде той же эпохи. В ходе анализа были разделены данные ультрафиолетового света, который указывает на активное звездообразование, и видимого света, который показывает скопление скопившихся звезд.
- В ультрафиолетовом свете не было существенной разницы в размерах между двумя группами.
- В видимом свете галактики в плотной среде Локтака были примерно на 40% больше.
- Это говорит о том, что галактики в густонаселенных регионах быстрее распространяют свои звезды, несмотря на одинаковые темпы звездообразования.
- При сравнении использовались профили Серсика для измерения эффективных радиусов.
- Данные получены из программы COSMOS-Web Джеймса Уэбба.
Это различие появляется только в измерениях, которые фиксируют полное распределение звезд. Это указывает на процесс ускоренной эволюции в плотных средах.
Эффект окружающей среды уже был активен в молодой Вселенной.
Явление, известное как эффект окружающей среды, меняет свойства галактик в зависимости от того, где они формируются. В современной Вселенной галактики в массивных скоплениях имеют тенденцию переставать образовывать звезды раньше, чем изолированные.
Исследование Локтака расширяет временные границы этого эффекта. Это показывает, что это влияние уже существовало, когда возраст Вселенной составлял менее 10% от ее нынешнего возраста. Галактики развивались не только по внутренней массе, но и по плотности окружающей среды.
Команда подчеркивает, что протокластер служит лабораторией для понимания того, как формировались более крупные космические структуры. Она представляет собой одну из первых крупномасштабных организованных систем, наблюдавшихся так рано.
Значение для моделей формирования галактик
Результаты подтверждают важность наблюдений на нескольких длинах волн. Джеймс Уэбб открыл доступ к первоначальному видимому свету, который в результате расширения Вселенной расширился до инфракрасного диапазона.
Исследователи планируют объединить эти данные с будущими наблюдениями спектрографа PFS и прибора ULTIMATE-Subaru. Цель состоит в том, чтобы проверить, был ли экологический эффект общим или специфичным для таких структур, как Локтак.
Публикация состоялась в The Astrophysical Journal Letters. В работе участвовало международное сотрудничество и использовались общедоступные данные крупных опросов.
Технические детали наблюдения и дальнейшие действия
Структура Локтак занимает размеры примерно 65 на 36 соразмерных мегапарсеков. Пики избыточной плотности были выявлены на излучателях Лайман-альфа.
Ученые измерили размеры двух полос Джеймса Уэбба. F150W представляет собой ультрафиолет в состоянии покоя. F277W фиксирует неподвижную оптику.
Такой подход позволил разделить молодые и зрелые компоненты галактик. Следующая задача — составить карту движения газа и звезд, чтобы понять точные механизмы более быстрого расширения в плотной среде.