Звездообразование в ранней вселенной

Массивные скопления галактик, некоторые из которых имеют большую массу, чем сто галактик Млечного Пути, были обнаружены в космических эпохах примерно через три миллиарда лет после Большого взрыва. Их постоянное звездообразование делает их достаточно яркими, чтобы их можно было обнаружить на этих расстояниях. Эти виды кластеров были предсказаны путем моделирования космологической эволюции, но их свойства очень неопределенны. Астрономы, объединяющие эволюцию звезд во вселенной, особенно интересуются этими скоплениями из-за их обилия звезд и активности.

Звездообразование в галактиках ни в коем случае не является устойчивым процессом. Мало того, что могут быть всплески активности, вызванные, возможно, столкновением с соседней галактикой, но может произойти противоположное. Звездообразование может быть самоограничивающим, потому что его массивные молодые звезды производят ветры и сверхновые, которые могут взорвать натальные молекулярные облака и заблокировать будущее образование звезд. В сочетании с разрушением, вызванным струями активной ядерной сверхмассивной черной дыры, этот разрушительный процесс называется гашением и считается способным остановить образование звезд. Является ли это происходить в ранней вселенной, и когда, и как это происходит, является ключевой областью космического исследования.

Астрономы CfA Мэтт Эшби и Эсра Булбул являются членами команды Телескопа Южного Полюса (SPT), которая обнаружила и изучает массивные скопления галактик в ранней Вселенной. Недавно они завершили последующее исследование звездообразования и звездных популяций в наиболее отдаленных скоплениях, обнаруженных в исследованиях SPT. Используя камеру IRAC на космическом телескопе Спитцера вместе с широкоугольной камерой космического телескопа Хаббла, они исследовали пять скоплений, расположенных в эпоху примерно через 4,5 миллиарда лет после Большого взрыва, когда галактики вообще были особенно активны в создании новых звезд. Кластеры такого размера чрезвычайно редки на таких расстояниях, и это первое такое исследование, когда-либо проведенное с ними.

Используя инфракрасные цвета галактик в выбранных скоплениях SPT, ученые смогли охарактеризовать звезды и активность звездообразования. Ученые обнаружили, что, как ни странно, в эту эпоху в массивных скоплениях обычно встречается смесь типов галактик, причем довольно часто встречаются покоящиеся галактики. По-видимому, в этих неподвижных членах скопления тушение звездообразования уже произошло. Астрономы пришли к выводу, что звездообразование может быть эффективно подавлено в центральных областях наиболее массивных скоплений даже в те ранние космические эпохи, когда происходит наиболее интенсивное звездообразование.