С помощью космического телескопа Хаббл международная группа астрономов под руководством ученых из Копенгагена исследовала галактику, наблюдаемую почти 11 миллиардов лет назад. Вопреки типичным наблюдениям, галактика была открыта не по свету, который она излучает, а по свету, который она поглощает. Сама галактика ускользает от наблюдения, но имеет по крайней мере одного соседа поблизости. Вместе эти галактики составляют раннюю группу, которая позже может эволюционировать и стать похожей на Местную группу, в которой мы живем.
Мы видим мир вокруг потому, что они либо вещи излучают свет (например, солнце или фонарик), либо потому, что они отражают свет, излучаемый чем-то другим (например, луной).
Обычно именно так мы находим близкие и далекие галактики. Галактики излучают свет во всем электромагнитном спектре, и разные телескопы могут обнаруживать разные виды света.
Но на самом деле есть другой, дополнительный метод, основанный на способности галактики поглощать свет.
Если галактика расположена на линии наблюдения более удаленного яркого источника света, то галактика поглотит часть света этого фонового источника. Данное поглощение происходит благодаря частицами газа и пыли, которые лежат между звездами галактики. Однако частицы не поглощают одинаково хорошо все длины волн, а имеют тенденцию поглощать свет определенных длин волн.
Если затем мы возьмем спектр фонового источника (то есть наблюдение, показывающее, сколько света мы видим на каждой длине волны), мы увидим отчетливые «дыры» поглощения в спектре, указывающие на то, что нечто блокирует свет.
В зависимости от точных длин волн, на которых мы видим «дыры», а также от того, сколько именно света не хватает, мы можем затем вывести различные физические характеристики галактики на переднем плане.
Ярким источником фона в принципе может быть другая галактика, а иногда и взрывающаяся звезда, но чаще всего это квазар – чрезвычайно яркое ядро галактики со сверхмассивной черной дырой, пожирающей ее окрестности.
Совсем недавно команда взялась за поиск света от конкретного поглотителя, наблюдаемого почти 11 миллиардов лет назад, и выбранного потому, что он вызывает весьма существенное покраснение фонового квазара. Этот поглотитель примечателен тем, что он поглощает значительно больше света, чем большинство других; признак того, что это довольно зрелая галактика, возможно, похожая на Млечный Путь. Статья принята к публикации в журнале Astronomy & Astrophysicals и в настоящее время доступна на сервере препринтов arXiv.
«Особенности, которые мы обнаружили в недостающем свете, говорят нам кое-что о пыли в галактике на переднем плане», — говорит доцент Лиз Кристенсен, которая также участвовала в исследовании. «На самом деле пыль, кажется, напоминает пыль, которую мы видим локально в Млечном Пути и в одной из соседних с нами галактик».
Увы, несмотря на все усилия, команде не удалось определить поглотителя. Скорее всего, он расположен почти точно перед квазаром. С другой стороны, они обнаружили неподалеку еще одну галактику — галактику, в которой, судя по всему, наблюдается активное звездообразование.
Галактики расположены так близко друг к другу, что связаны гравитацией, а не разлетаются расширением Вселенной. Это означает, что в будущем они сформируют «группу галактик», мало чем отличающуюся от нашей Местной группы, состоящей из Млечного Пути, Андромеды и большого количества более мелких галактик-спутников.
Больше информации: J. P. U. Fynbo et al, On the galaxy counterpart and environment of the dusty Damped Lyman-α Absorber at z=2.226 towards Q1218+0832, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2308.15781