Массивные скопления галактик, некоторые из которых имеют массу, превышающую массу сотни галактик размером с Млечный Путь, были обнаружены в свете космических эпох, начиная с трех миллиардов лет после Большого взрыва. В этих галактических скоплениях все еще продолжаются процессы звездообразования, что заставляет их сиять достаточно ярко, чтобы быть зафиксированными земными астрономами на этих гигантских расстояниях.
На этой карте показана плотность галактик в массивном галактическом скоплении SPT-CLJ0421. © Strazzullo et al. 2019
Предсказаны же такие скопления галактик были путем компьютерного моделирования космической эволюции, но при этом их свойства остаются для ученых весьма неопределенными. Астрономы, которые специализируются на эволюции звезд во вселенной, крайне заинтересованы в этих галактических скоплениях из-за множества звезд, их населяющих, и по причине их сильной активности.
Звездообразование в галактиках ни в коем случае не является непрерывным процессом. Причем это могут быть не только вспышки активности, например, вызванные столкновением с соседней галактикой; вполне может происходить и обратное. Звездообразование может ограничивать само себя. Это может происходить потому, что его массивные молодые звезды производят ветры и являются основой для образования сверхновых, которые сдувают родительские молекулярные облака и препятствуют образованию звезд в будущем.
В сочетании со струями, испускаемыми сверхмассивной черной дырой, расположенной в активном ядре галактики, этот разрушительный процесс в астрономии принято называть «гашением». И у астрофизиков есть все основания считать, что он может останавливать образование звезд. Происходило ли это в молодой вселенной или нет, а также когда, и каким образом происходит этот процесс, является важным предметом астрономических исследований.
Астрономы Мэтт Эшби и Эсра Булбул из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) являются членами команды Южного полюсного телескопа (SPT), которая открыла и исследовала массивные скопления галактик в молодой вселенной. Недавно они завершили очередной этап исследования звездообразования и звездных популяций в самых отдаленных скоплениях галактик, обнаруженных в проектах наблюдений, где был задействован телескоп SPT.
Расширив свои возможности с помощью камеры IRAC на борту космического телескопа «Спитцер» и широкоугольной камеры космического телескопа «Хаббл», ученые изучили пять скоплений галактик, которые датируются примерно 4,5 миллиардами лет после Большого взрыва. Следует отметить, что это было именно то время, когда галактики вообще были особенно активны в создании новых звезд.
Галактические скопления таких размеров чрезвычайно редки на расстояниях такого порядка, и это первое подобное исследование, которое когда-либо проводилось с ними. Используя инфракрасные длины волн этих галактик в выбранных с помощью телескопа SPT галактических скоплениях, ученые смогли составить характеристики звезд, а также активность звездообразования.
Они обнаружили, что массивные галактические скопления в этот период, как ни странно, имели тенденцию сочетать в себе различные типы галактик, причем «тихие» галактики встречаются в них довольно часто. И именно в этих «тихих» участницах скоплений, считают астрофизики, очевидно, уже тогда происходили процессы гашения.
Поэтому астрономы пришли к выводу, что звездообразование в центральных областях наиболее массивных скоплений галактик могло эффективно подавляться даже в те ранние космические эпохи, когда, собственно, и происходили наиболее интенсивные процессы звездообразования во вселенной.
