Перед вами спиральная галактика-медуза (PGC 29820) — удивительное "существо" с призрачными щупальцами из газа и звезд, удаленное примерно на 600 миллионов световых лет от нас.
Вот уже несколько сотен миллионов лет эта галактика переживает разрушительную трансформацию. Проносясь через скопление других галактик, она сталкивается с невидимым барьером — разреженным межгалактическим газом. Для галактики, движущейся с огромной скоростью, даже небольшая концентрация материи становится мощным встречным ветром, порывы которого приводят к необратимым изменениям.
Давление буквально выдувает из PGC 29820 газ и пыль, формируя характерные светящиеся шлейфы-щупальца.
Это явление, называемое "давлением набегающего потока", приводит к тому, что галактика теряет материал, необходимый для зарождения новых светил. В итоге звездообразование замедляется, а потом прекращается полностью и галактика медленно угасает.
Выдутые газ и пыль не пропадают бесследно — они обогащают межгалактическую среду тяжелыми элементами, которые появились в ходе нуклеосинтеза*. Со временем все это станет строительным материалом для следующего поколения галактик и планет, замыкая великий космический круговорот вещества.
*Нуклеосинтез — процесс образования химических элементов в звездах и при их взрывах. Углерод, кислород, железо синтезируются в недрах светил, а более тяжелые элементы (золото, уран) рождаются при катаклизмах — взрывах сверхновых и слияниях нейтронных звезд.
Изображение было получено с помощью космического телескопа NASA/ESA "Хаббл".
Международная группа астрономов применила космический телескоп Джеймса Уэбба для изучения отдаленной галактики SXDF-NB1006-2, расположенной на расстоянии около 12,9 миллиардов световых лет. Результаты, опубликованные 29 октября на arXiv, показывают, что это молодая галактика с бурным звездообразованием и мощным истечением ионизированного газа.
Обнаруженная в 2011 году, SXDF-NB1006-2 — одна из самых далеких известных галактик. Ранние наблюдения предполагали короткий период звездообразования (1–2 миллиона лет). Теперь команда во главе с Йи В. Реном из Университета Васэда (Япония) использовала NIRCam и NIRSpec JWST в рамках проекта "Реионизация и ISM/Звездное происхождение" (РИОХА), дополненного данными ALMA.
Наблюдения выявили вытянутую, комковатую морфологию ультрафиолетового континуума с хвостовидной структурой, напоминающей диск с ребрами или цепочку галактик. Излучение кислорода образует сгусток с хвостом на запад, указывая на прошлые слияния. Широкая линия кислорода протяженностью около 6000 световых лет свидетельствует о заметных потоках ионизированного газа.
Галактика наполнена молодыми звездами с возрастом около 2 миллионов лет и интенсивным радиационным полем. Скорость звездообразования — примерно 38 солнечных масс в год, металличность — 0,2 солнечных. Масса газа оценивается в 19,3 миллиарда солнечных масс, время истощения — 144 миллиона лет.
Исследователи заключают, что SXDF-NB1006-2 может "погаснуть" при красном смещении 6,5 или 5,0, став предшественницей массивных галактик при z ≈ 4–5, недавно выявленных JWST. Это подчеркивает ее роль в эволюции ранней Вселенной.
«Джеймс Уэбб» — самый мощный космический телескоп, снимающий звезды и экзопланеты в ультравысоком разрешении. Но после начала его работы в 2022 году вскрылась неожиданная проблема.
Интерферометр AMI объединяет инфракрасный свет от разных участков главного зеркала телескопа, что позволяет добиться максимально четкого изображения. Но, когда пиксели получают слишком много заряда от мощного источника света в космосе, яркие точки на фото как бы «распухают» и картинка «смазывается».
Исправить дефект могли бы космонавты, но телескоп находится на расстоянии около 1,6 млн км от Земли. Ни одна миссия так далеко еще не летала.
Ученые из Сиднея решили эту проблему с помощью ИИ. Они создали виртуальную модель оптики телескопа и с помощью нее научили нейросеть очищать данные от размытия.
Благодаря этому телескоп уже получил изображения галактики NGC 1068, спутника Юпитера Ио и звезды Вольфа-Райе 137 с недостижимой ранее четкостью
В 2020 году австралийский радиотелескоп ASKAP зафиксировал странный сигнал ASKAP J173608.2-321635, источник которого скрывался в направлении центра Млечного Пути. Сначала казалось, что это рядовое явление, так как космос полон радиоисточников: пульсары, квазары, остатки сверхновых.
Однако чем больше данных накапливалось, тем очевиднее становилось, что "нечто", породившее сигнал ASKAP J173608.2-321635, не похоже ни на что известное науке.
Космический хаос
Космические источники излучения обычно предсказуемы. У каждого типа объектов есть свой "почерк". Например:
Пульсары вращаются вокруг своей оси с точностью атомных часов — от одного оборота за несколько секунд до нескольких сотен оборотов в секунду.
Звезды в двойных системах регулярно затмевают друг друга, создавая периодические провалы в яркости. Цикл повторяется раз за разом.
Пульсирующие переменные звезды меняют светимость из-за поочередного расширения и сжатия внешних слоев и изменения их температуры. Этот процесс подчиняется законам звездной физики и полностью предсказуем.
Даже квазары, питаемые сверхмассивными черными дырами и демонстрирующие на первый взгляд хаотичное поведение, подчиняются статистическим закономерностям.
ASKAP J173608.2-321635 игнорирует все правила.
Объект может молчать три недели, а потом внезапно вспыхнуть на пять дней. Затем полугодавая тишина, которая сменится вспышкой, длящейся всего несколько часов. И вновь тишина. За пять лет наблюдений астрономы зарегистрировали десятки активных фаз — ни одна не повторила предыдущую ни по длительности, ни по мощности.
Это не просто нерегулярность. Это полное отсутствие какой-либо систематичности.
Примечательно, что между периодами активности объект не тускнеет постепенно. Он "выключается" мгновенно и полностью.
Представьте радиоисточник как лампочку. Обычные переменные объекты ведут себя как лампы с диммером — плавно становятся ярче или тусклее. А вот ASKAP J173608.2-321635 работает как обычная лампа накаливания: щелк — горит, щелк — не горит. Никаких промежуточных состояний.
Такое поведение противоречит физике большинства известных астрономических процессов, которые имеют инерцию и не могут "выключаться" мгновенно.
Призрак в радиодиапазоне
Одна из самых загадочных особенностей объекта — его избирательность по длинам волн. ASKAP J173608.2-321635 излучает исключительно в узком радиодиапазоне около 1 гигагерца. Астрономы, в попытках понять природу аномалии, наводили на эту область:
Рентгеновские телескопы — ничего;
Инфракрасные обсерватории — пусто;
Оптические телескопы — тишина;
Ультрафиолетовые детекторы — ноль.
Объект буквально неуловим во всех диапазонах, кроме радио.
Следовательно, это исключает практически все кандидатов:
Пульсары светятся постоянно во всем спектре — от радио до гамма-лучей. Они не могут "спрятаться".
Магнетары (сверхнамагниченные нейтронные звезды) производят мощнейшие рентгеновские вспышки, которые невозможно не заметить.
Переменные звезды видны в оптическом (видимом) диапазоне по определению — это же звезды.
Черные дыры и нейтронные звезды с аккреционными дисками разогревают падающее вещество до миллионов градусов. Такой объект сияет в рентгене ярче прожектора.
Что может излучать только в радио и быть абсолютно невидимым во всех остальных диапазонах? Астрономы не знают.
Первое предположение — необычный пульсар с нестабильным вращением. Возможно, его магнитное поле устроено так, что луч излучения "мигает" непредсказуемо.
Проблема: пульсары не "выключаются" полностью. Их сигнал может ослабевать, но полностью исчезать на недели, а то и месяцы — это за гранью известной физики нейтронных звезд.
Версия 2: магнетар в спящем режиме
Магнетары периодически "просыпаются", производя всплески активности в виде радиоволн. Может быть, перед нами такой случай?
Проблема: магнетары обязательно излучают в рентгеновском и гамма-диапазонах. Даже в спокойной фазе их рентгеновское свечение регистрируется. Здесь его нет вообще.
Версия 3: двойная система с затмениями
Возможно, это пара объектов, где один периодически заслоняет излучение другого?
Проблема: Затмения в двойных системах происходят регулярно, с четким периодом обращения. Здесь никакой периодичности нет.
Версия 4: белый карлик с аномальным магнитным полем
Некоторые белые карлики обладают чрезвычайно сильными магнитными полями и могут производить радиовспышки.
Проблема: белые карлики горячие — их можно наблюдать в ультрафиолетовом и видимом диапазонах. Объект ASKAP J173608.2-321635 невидим в этих спектрах.
Версия 5: коричневый карлик с радиовспышками
Коричневые карлики — "неудавшиеся звезды" — иногда производят мощные радиовсплески из-за магнитной активности.
Проблема: коричневые карлики излучают преимущественно в инфракрасном диапазоне. Они недостаточно горячи для того, чтобы наблюдать их в оптические телескопы, но по ИК-излучению их легко найти. Здесь инфракрасного излучения нет.
В настоящее время научное сообщество склоняется к радикальной гипотезе: мы нашли нечто, для чего у нас нет теоретической модели. Вероятно, мы столкнулись с новым классом космических объектов, который выходит за рамки наших стандартных классификаций.
История науки знает такие примеры. Например, когда в 1967 году открыли первый пульсар, то астрономы были так поражены, что устроили масштабную проверку данных — сигнал был настолько регулярным, что его даже в шутку назвали LGM-1 (Little Green Men — "маленькие зеленые человечки"). Потребовалось время, чтобы понять: это быстровращающаяся нейтронная звезда.
А когда в 1960-х годах обнаружили первые квазары, то их яркость казалась невозможной, а удаленность от Земли — просто запредельной. Потребовались десятилетия исследований, чтобы ученые осознали, что имеют дело со сверхмассивными черными дырами, активно пожирающими окружающую материю.
Возможно, ASKAP J173608.2-321635 — начало новой главы в астрономии.
