Вчені виявили рекордну кількість молекул у двох древніх галактиках

Скарбниця молекул виявилася у двох галактиках, які ми бачимо такими, якими вони були понад 12 мільярдів років тому, розкриваючи інформацію про те, як стародавні царства утворюють зірки.

В одній із далеких галактик, APM 08279+5255, знаходиться квазар зараз генерує.Молочний Шлях галактики з шаленою швидкістю, у сотні разів більше зірок, ніж зірки у своєму ядрі поглинає величезну кількість газу — тоді як інша галактика, NCv1.143, є більш «нормальний» галактика. Однак видно, що обидва вони утворюють надмасивна чорна діра — активна

Ці дві галактики були націлені астрономами за допомогою NOEMA, Північної розширеної міліметрової матриці, у Франції. NOEMA здатний виявляти міліметрові та субміліметрові радіохвилі. Цікаво, що команда під керівництвом Чентао Янга з Технологічного університету Чалмерса у Швеції виявила випромінювання від колосальних 13 різних молекул у цих двох галактиках.

«Ми бачимо частину електромагнітного спектра, який важко спостерігати в сусідніх галактиках,» сказав Ян у заяві для преси. «Але завдяки розширенню Всесвіту, світло від далеких галактик, подібних до цих, зміщується в більш довжину хвилі, яку ми можемо побачити за допомогою радіотелескопів, які спостерігають [на] субміліметрі [довжини хвилі].»

Це відкриття утворює найбільшу колекцію молекул, які коли-небудь виявляли в галактиках на таких екстремальних відстанях (зараз галактики становлять близько 20 мільярдів світлових років далеко та далі через  космічне розширення).

Серед 13 різних типів виявлених молекул — монооксид вуглецю, моносульфід вуглецю, ціанорадикал (радикал — це молекула з неспареним електроном у зовнішній оболонці одного з його складових атомів), формил-катіон (катіон є позитивно зарядженим іоном), ціанід водню, ізоціанід водню, оксид азоту та вода. Команда Янга також виявила п’ять молекул, яких раніше не було в ранньому Всесвіті: циклопропеніліден (високоактивна органічна молекула, також знайдена на Сатурні місяць Титан), діазенілій (утворений молекулярним азотом та іоном водню) , радикали органічної молекули етинілу, іони гідроній (утворені з молекули води та іона водню) і радикали метилідину (високоактивна органічна молекула). 

Усі ці молекули зазвичай зустрічаються в міжзоряному газі в нашій галактиці Чумацький Шлях, і кожна з них дає підказки про середовище, в якому вони знаходяться — середовище, яке, як ми бачимо, утворює багато зірок.

«Ми знали, що ці галактики були неймовірними фабриками зірок, можливо, одними з найбільших, які коли-небудь бачив Всесвіт» сказав Ян.

Команда також виявила, що квазар в APM 08279+5255 містить більше збудженого молекулярного газу з вищими температурами та щільністю, ніж весь NCv1.143, можливо, через активність навколо чорного квазара. отвір. Його молекулярний вміст подібний до галактик з активними чорними дірами у більш сучасному Всесвіті. Подібним чином молекулярний інвентар NCv1.143 схожий на місцеві галактики спалахів зірок, які є просто галактиками, у яких народжується багато зірок, як-от галактика Сигара (Мессьє 82) у сузір’ї Ведмедиці Майор, Великий Ведмідь. Здається, хімічний склад галактик цих типів існував уже 12 мільярдів років тому.

Але не все однаково. Сила викидів деяких молекул, таких як вуглекислий газ, у поєднанні з екстремальними умовами у двох галактиках’ зореутворюючий газ, припускає те, що називається «функцією початкової маси верхньої важкої маси». Функція початкової маси, або IMF, описує, скільки зірок даної маси здатне утворитися, причому зірки з малою масою зустрічаються набагато частіше, ніж зірки з великою масою. Велике МВФ означало б, що в ранньому Всесвіті могли утворитися більш масивні зірки, ніж сьогодні. Це може не лише пояснити, чому галактики в ранньому Всесвіті, виявлені Космічним телескопом Джеймса Вебба, яскравіші, ніж очікувалося — вони містять більш масивні, яскравіші зірки —  але також припускають наявність більш масивних зірок, які вибухають як наднові, що прискорить розвиток хімії в цих галактиках, розподіляючи важкі елементи по пробіл

«Найвидатніші галактики в ранньому Всесвіті нарешті змогли розповісти свої історії через свої молекули» сказав співавтор П’єр Кокс з Університету Сорбонни у Франції.