Рождение звезд происходит в газовых и пылевых облаках, которые поглощают большую часть ультрафиолетового и оптического излучения, что, в свою очередь, скрывает эти области от возможности визуальных наблюдений. Однако в последние десятилетия космические инфракрасные обсерватории, такие как «Гершель» и «Спитцер», произвели революцию в наших знаниях о процессах звездообразования в пылевых галактиках, потому что инфракрасный свет может проникать сквозь пылевые облака, открывая нам звезды, которые только формируются.
Сделанный «Спитцером» снимок ультракрасных светящихся галактик, свет которых путешествовал к нам в течение приблизительно двенадцати миллиардов лет. © IRAC / Spitzer / Ma et al., 2020
«Гершель» и «Спитцер» обнаружили большое количество очень пыльных и очень красных звездообразующихх галактик, которые очень ярко светятся в инфракрасном диапазоне (превышая более чем в триллион раз яркость Солнца), но остаются невидимыми на более коротких длинах волн. Эти пыльные галактики фактически ответственны за большую часть инфракрасной подсветки во вселенной. Некоторые из этих объектов демонстрируют наиболее экстремальные вспышки звезд из всех, известных науке, и достигают уровня звездообразования в более 1000 новых звезд в год. Но при этом они и исключительно редки - в среднем лишь одна такая галактика приходится на пространство в несколько сотен тысяч миллионов кубических световых лет.
Миссия, в которой задействован телескоп «Гершель» исследует небо на дальних инфракрасных волнах, где пик выбросов пыли достигает максимума, и в ее рамках были обнаружены тысячи кандидатов в пылевые галактики. Астроном Мэтт Эшби из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) был членом большой команды астрономов, которые смогли охарактеризовать эти галактики более подробно. Команда определила 300 «ультракрасных» галактик (то есть они самые яркие в самых длинных инфракрасных длинах волн), которые также наблюдались с помощью камеры IRAC на борту космического телескопа «Спитцер» в более коротких инфракрасных длинах волн.
При этом были собраны дополнительные данные из субмиллиметрового и миллиметрового диапазона длин волн, чтобы исследовать излучение галактик, а также спектры для определения их расстояний и яркости. Самая далекая галактика, которую они нашли, относится к эпохе, примерно через миллиард лет после Большого взрыва (красное смещение 6.02). Это один из 23 источников, которые, согласно исследованию, подвергаются эффекту гравитационных линз.
Астрономы пришли к выводу, что эти ультракрасные галактики слишком редки, чтобы представлять собой звездообразующих предшественников локальных и спокойных галактик, хотя среди них присутствуют и некоторые из самых ярких и массивных галактик. То есть эту роль должны взять на себя другие типы галактик. Но при этом новое исследование выявило и наиболее экстремальные случаи. Так что дальнейшие исследования этих объектов помогут определить, как происходят экстремальные процессы звездообразования во вселенной.
