Астрономи виявили надзвичайно рідкісне злиття мегагалактик

Масштаб у всесвіті важко зрозуміти з чисто людської перспективи. Часто математика просто не підходить нашим мозкам, які еволюціонували, щоб захоплювати та обробляти дані про навколишній світ, а не розуміти складнощі зоряної динаміки та злиттів галактик. Але час від часу астрономи знаходять щось таке, що, якщо ми зможемо усвідомити цифри, дає уявлення про те, наскільки великий всесвіт. Саме це нова стаття, доступна в препринті на arXiv від групи астрономів на чолі з Z.L. Wen з Китайської академії наук, сподівається зробити, описуючи злиття не однієї, не двох, а шести надмасивних галактик та активну динаміку, якій вони підлягають.

Слід зазначити, що ця стаття не є тією, яка спочатку виявила кластер. Це було зроблено ще в 2018 році кількома оглядами всього неба, включаючи Двомікронний огляд всього неба, WISE та SuperCOSMOS. Але саме ця стаття вперше виявила, що кластер містить групу з шести зливаючихся галактик у своєму центрі. Ця інформація була прихована в даних Спектроскопічного інструмента темної енергії (DESI) Legacy Imaging Surveys. Використовуючи телескопи Mayall, Bok та Blanco в Аризоні та Чилі, вони розділили групу з шести масивних галактик, які всі зливаються в одну надмасивну галактику, яку астрономи зазвичай називають Найяскравішою Галактикою Кластера - фактично, найяскравішою галактикою в кластері галактик.

Навколо цієї масивної зливаючоїся галактики, огляд DESI також виявив 310 кпк оболонку Світла між Кластерами (ICL). По суті, це світловий "туман" зірок, які були відірвані від своїх материнських галактик через насильницьку динаміку злиття. Астрономи, які знайшли кластер, повинні були прибрати світло від самих галактик, перш ніж вони змогли побачити ефект післясвітла їх злиття.

Фрейзер говорить про те, чи спочатку з'явилися надмасивні чорні діри чи галактики. Кредит - Інститут астрономії, Кембриджський університет.

Досі цифри в цій статті не були такими фантастичними. 6 галактик не звучить як багато, і, хоча кілопарсеки мають цей неприємний грецький модифікатор попереду, це все ще звучить як щось, що Хан Соло міг би зробити в рамках Кессельського пробігу. Але поглядаючи на розмір самих галактик, можна зрозуміти, наскільки велике це злиття насправді.

П’ять з галактик мають масу більше 10^11 Сонць. Іншими словами, кожна має близько 100 мільярдів зірок. І їх п’ять, всі зливаються одночасно, з шостою, трохи меншою, для гарної міри. Оцінена комбінована маса повністю злитої галактики становить 1.16x10^12 сонячних мас - приблизно на 2.6 стандартних відхилень вище, ніж те, що наша традиційна масштабна модель для таких типів кластерів передбачала б. Звісно, це злиття займе щось на зразок 800 мільйонів до 1.9 мільярдів років, щоб завершитися, але як тільки це станеться, воно сформує одну з найбільших галактик, які ми знаємо.

Це може мати сенс з точки зору масштабу, але що щодо іншого типу числа - ймовірності. Автори нової статті на arXiv надають ще одне важливе число в цьому контексті, хоча воно набагато менше: 1/52,803. Вони оглянули 52,803 сусідніх кластерів галактик (використовуючи дані з огляду DESI) і виявили, що з них лише один—WHY J0501+01—містить більше 4 зливаючихся галактик. Навіть "квадратні" злиття є відносно рідкісними, з лише 12 відомими прикладами, у порівнянні з 2,233 бінарними злиттями в тому ж наборі даних.

Відео Кембриджського університету, що говорить про нові результати кластерів галактик, включаючи той, що згадується в статті (хоча він не був включений в огляд).

Крім того, що вони виконали ці розрахунки, нова стаття вказує на ключову особливість галактик у кластері - що вони "не розслаблені". Це дуже байдуже термін, щоб описати катастрофічну динаміку, що відбувається в точці злиття цих шести масивних галактик, де вони викидають зірки один з одного з неймовірними швидкостями. Щоб це довести, вони використовували новий рентгенівський телескоп спостереження Einstein Probe Follow-up (EP-FXT), який виявив величезну кількість "коливань", що відбуваються в ультрагарячій плазмі навколо злиття, доводячи активну динаміку системи. Вони також виявили "хвіст" плазми, який, ймовірно, також був спричинений зіткненням.

Врешті-решт, такі детальні огляди екстремальних випадків - як кластер галактик 1/52,803 - допомагають нам зрозуміти, як формуються деякі з найбільших галактик у всесвіті. Оскільки ці злиття займають відносно короткий проміжок часу в космічному масштабі, спостереження одного в процесі дозволить нам спостерігати за ним у міру його розвитку і, сподіваємося, покращити наше розуміння злиттів галактик більш загалом, оскільки наш власний кластер, можливо, зрештою зазнає цього. Враховуючи те, що, здається, сталося з галактиками, залученими в злиття WHY J, мабуть, краще, якщо ми спочатку отримаємо можливість подивитися на одне ззовні.