Галактика A2744_YD4, малюнок. Світло з цієї далекої-далекої галактики летіло до нас близько 3,5 мільярдів років, тому ми можемо побачити її тільки в глибокому минулому. Джерело: European Southern Observatory.
Міжнародна група астрономів вивчила одну з найбільш далеких і молодих галактик - A2744 YD4. Вчені спостерігали галактику в той момент, коли нашому Всесвіту було всього 600 мільйонів років - в ту епоху йшло формування перших зірок. У A2744_YD4 знайшли космічний пил і випромінювання іонізованого кисню.
«Скупчення Пандори» Abell 2744 - це гігантське скупчення галактик в 3,5 мільярдах світлових років від нас, результат одночасного зіткнення щонайменше чотирьох окремих невеликих скупчень. 75% маси скупчення становить темна матерія, ще 20% - гарячий газ, а власне галактики - всього 5%. Тут у 2014 році, вивчаючи дані телескопа Хаббл, астрономи знайшли «квінтет» - регіон, в якому близько один до одного розташовувалися п'ять галактик. Однією з них була YD4.
Під час нового дослідження міжнародна група астрономів вела спостереження за A2744_YD4 за допомогою комплексу радіотелескопів Atacama Large Millimeter Array («Атакамська велика [антенна] решітка міліметрового діапазону») і спектрометра X-shooter, розташованого в Європейській південній обсерваторії (European Southern Observatory). Вченим вдалося розгледіти YD4 завдяки тому, що вона «ховається» за Abell 2744. Скупчення Пандори своїм гравітаційним полем викривляє напрямок поширення електромагнітного випромінювання і, фактично, працює як величезна лінза. Цей гігантський космічний «телескоп» збільшив галактику в 1,8 разів і дозволив вченим зазирнути в ранню Вселенну. Скупчення A2744 і розташування галактики A2744_YD4 (в правому нижньому куті).
Вчені виявили в A2744_YD4 великі кількості пилу і зареєстрували вихідне з галактики випромінювання іонізованого кисню. Це найбільш далекі, а значить, і найбільш ранні, сліди присутності кисню у Всесвіті. «A2744_YD4 - не просто далека галактика, яку нам на сьогоднішній день вдалося спостерігати за допомогою AMLA, - коментує провідний автор дослідження Ніколас Лапорте (Nicolas Laporte). - Така велика кількість пилу показує, що цю галактику вже встигла» забруднити «наднова». Космічний пил складається, в основному, з дрібних - діаметром в одну мільйонну сантиметра - частинок кремнію, вуглецю та алюмінію. Ці хімічні елементи утворюються всередині зірок, а після їх смерті розсіюються по всьому космосу - величезні кількості пилу викидаються при вибуху наднових. Сьогодні космічного пилу у Всесвіті дуже багато, він служить основним матеріалом утворення зірок, планет і складних молекул. Але в молодому всесвіті вона була рідкістю.
Вчені підрахували, що маса всього пилу в галактиці A2744_YD4 дорівнює 6 мільйонам мас Сонця, а маса всіх зірок - 2 мільярдам мас. Зірки там утворюються зі швидкістю 20 сонячних мас на рік - для порівняння, в Чумацькому шляху це відбувається набагато повільніше: всього 1 сонячна маса на рік. «Для такої далекої галактики ця швидкість не є чимось незвичайним, але цей факт вказує на те, наскільки швидко сформувався пил в A2744_YD4, - говорить один з авторів роботи Річард Елліс (Richard Ellis). - Чудово, що на це знадобилося всього близько 200 мільйонів років - так що ми спостерігаємо цю галактику незабаром після її зародження».
Це означає, що зіркоутворення почалося приблизно за 200 мільйонів років до того, як астрономи провели це дослідження. Вивчаючи космічний пил, вчені зможуть визначити, коли вибухнула перша наднова і у Всесвіті з'явилися перші гарячі зірки. «Подальші вимірювання такого роду дозволять відстежити утворення ранніх зірок і формування більш важких хімічних елементів у ранньому Всесвіті», - підсумовує Лапорте.