Международная группа астрономов с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и Большой миллиметровой/субмиллиметровой радиоинтерферометрической сети Атакама (ALMA) провела наблюдения за гигантской спиральной галактикой ADF22.A1.
При красном смещении 3,09 ADF22.A1 представляет собой гигантскую спиральную галактику с перемычкой, входящую в протоскопление, известное как SSA22. Предыдущие наблюдения показали, что это пыльная формирующая звёзды галактика (DSFG), в которой есть яркое, но сильно скрытое активное галактическое ядро (АЯГ).
ADF22.A1 воспринимается астрономами как уникальная лаборатория для изучения того, как самые массивные галактики и сверхмассивные чёрные дыры (SMBH) накапливают свою массу и в конечном итоге эволюционируют в самые массивные эллиптические галактики. Однако о структуре и свойствах этой галактики по-прежнему известно очень мало из-за сильного поглощения пыли, влияющего на её ультрафиолетовый облик в системе отсчёта.
Именно поэтому группа астрономов под руководством Хидэки Умехаты из Университета Нагоя в Японии использовала JWST и ALMA для изучения ADF22.A1, поскольку эти два инструмента способны исследовать структуру и кинематику этой галактики.
«С появлением JWST и ALMA мы можем детально изучить структуру и кинематику [ADF22.A1], что позволяет получить беспрецедентное представление о физических процессах, формирующих эволюцию массивных галактик», — пояснили исследователи.
Наблюдения, проведённые командой Умехаты, выявили спиралевидную звёздную структуру ADF22.A1, отслеживающую оптическое и ближнее инфракрасное излучение в системе отсчёта. Было обнаружено, что эффективный радиус галактики составляет примерно 22 800 световых лет, что сопоставимо с радиусом местных галактик и указывает на ускоренный рост в ядре протокластера.
Кроме того, наблюдения выявили яркое компактное пылевое ядро в центре ADF22.A1, что указывает на активную фазу роста протовыпуклой галактики. Было обнаружено, что пылевой континуум не просто сосредоточен в ядре, как в некоторых известных DSFG, а распределён по всему диску.
Это, по мнению астрономов, говорит о том, что в диске также происходит активное формирование звёзд, сопровождающееся значительным образованием пыли.
Проанализировав линии излучения ионизированного углерода, исследователи определили скорость вращения ADF22.A1, которая составила около 530 км/с. Они также обнаружили, что галактика обладает относительно высоким удельным угловым моментом.
Подводя итоги, авторы статьи приходят к выводу, что ADF22.A1 — это необычайно быстро вращающаяся гигантская спиральная галактика и что какой-то механизм, должно быть, быстро раскрутил диск этой галактики всего за два миллиарда лет после Большого взрыва.
«Холодная аккреция в сочетании со слияниями является наиболее правдоподобным объяснением», — написали учёные.
На изображении:
Цветное изображение ADF22.A1, полученное с помощью JWST/NIRCam.
Источник: Umehata и др., 2024.
Дополнительные материалы
