Что происходит при столкновении спиральной и эллиптической галактик? В честь второй годовщины «первого света» телескопа Webb НАСА опубликовало удивительный инфракрасный снимок двух галактик, запертых в тесном танце. Они называются Пингвин и Яйцо, и их танец продлится сотни миллионов лет.
«Всего за два года «Уэбб» изменил наше представление о Вселенной, сделав возможным проведение научных исследований мирового уровня, которые побудили НАСА сделать эту миссию реальностью», — сказал Марк Клэмпин, директор Отдела астрофизики в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «Уэбб» позволяет разгадать давние тайны ранней Вселенной».
«Уэбб» стал свидетелем галактического танца
Телескоп нацелился на место столкновения под названием Arp 142, содержащее обе галактики — место, которое также исследовал космический телескоп Хаббл. Они находятся на расстоянии около 326 миллионов световых лет друг от друга. Их первая близкая встреча произошла где-то между 25 и 75 миллионами лет назад. Именно тогда две галактики-партнёры прошли первый из многих переходов, которые исказят их формы ещё больше, чем они выглядят сейчас.
Наблюдения «Уэбба», сочетающие в себе свет в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне, полученный с помощью камер NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) и MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона) соответственно, ясно показывают, что их связывает туманное облако газа и звёзд (голубое). Близкое сближение также вызвало огромные всплески рождения звёзд в сталкивающихся облаках газа и пыли.
В конце концов, после нескольких сближений в своём космическом танце эти две галактики полностью сольются. Наблюдатели через сотни миллионов лет посмотрят на Arp 142 и увидят одну массивную эллиптическую галактику.
Интересно, что острый инфракрасный глаз «Уэбба» уловил и очень далёкие галактики. Некоторые из них лежат за пределами этого космического столкновения, но, по крайней мере, одна находится примерно на сто миллионов световых лет ближе к Земле. Она кишит горячими, молодыми, новорождёнными звёздами.
Как галактики Arp 142 переживают слияние
Галактики Пингвин и Яйцо находятся на расстоянии около 100 000 световых лет друг от друга, но при этом они влияют друг на друга. Гравитационное притяжение Яйца искажает спираль, и это взаимодействие «лепит» Пингвина. Ядро составляет глаз пингвина. Медленно раскручивающиеся спиральные рукава формируют клюв, голову, позвоночник и хвост.
Инфракрасный обзор «Уэбба» показывает невидимую в других случаях активность между ними. Например, на Пингвине много пыли. На снимке «Уэбба» видно, как гравитационное взаимодействие оттягивает эту пыль от Пингвина. В галактике также есть множество новых звёзд, окружённых чем-то похожим на дым. На снимке Вебба видно это водородное облако. В нём много молекул на основе углерода, называемых полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ). Их невероятно много во Вселенной, и астрономы находят их практически везде, куда направляют телескоп.
Напротив, на снимке «Уэбба» Яйцо выглядит так, будто его почти не трогали — оно по-прежнему яйцеобразное эллиптическое. У него гораздо более старые звёзды, чем у Пингвина. Прошлые эпохи рождения звёзд практически полностью израсходовали имеющийся материал для создания звёзд. Поэтому, хотя обе галактики имеют примерно одинаковую массу, у Яйца просто нет столько материала, чтобы растягиваться и превращаться в звезды.
Два взгляда «Уэбба»
Если посмотреть на оба инфракрасных снимка столкновения галактик, сделанных «Уэббом», можно увидеть заметные различия. Это связано с тем, что каждый из них отдаёт предпочтение разным длинам инфракрасных волн. В среднем инфракрасном диапазоне яйцо выглядит крошечным и размытым. Это потому, что прибор видит только старые звёзды в Яйце. В отличие от этого, искажённое ядро и спиральные рукава Пингвина полны молодых звёзд, заключённых в водородные облака, богатые ПАУ.
На комбинированном снимке в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне видны газовые облака, поскольку Яйцо отрывает их от Пингвина. В будущем эти области будут сиять светом новообразованных звёзд. Однако пока на комбинированном изображении видны только более холодные и старые звёзды. Молодые тоже есть, но прибор, чувствительный к среднему инфракрасному диапазону, их не замечает.
Визуализация пролёта Arp 142. NASA, ESA, CSA, Ральф Кроуфорд (STScI), Джозеф ДеПаскале (STScI), Кристиан Ниевес (STScI), Джозеф Олмстед (STScI), Алисса Паган (STScI), Фрэнк Саммерс (STScI), Грег Бэкон (STScI)
Почему «Уэбб» изучает столкновения галактик?
Изучая это галактическое столкновение, телескоп «Уэбб» продолжает исследовать процесс эволюции галактик. Столкновения являются неотъемлемой частью этого процесса. Наша галактика Млечный Путь вовлечётся в похожий танец с соседней галактикой Андромеды примерно через 5 миллиардов лет. Изображения и данные наблюдений за другими галактиками, делающими то же самое, дают астрономам возможность понять этот процесс и спрогнозировать далёкое будущее, когда нечто, называемое «Милкдромеда», будет содержать звёзды и планеты двух спиралей, которые когда-то были близкими соседями.