Astronomer opdager en usædvanlig monstergalakse i det meget tidlige univers

Et internationalt hold af astronomer ledet af forskere ved University of California, Riverside, har fundet en usædvanlig monstergalakse, der eksisterede for omkring 12 milliarder år siden, da universet kun var 1,8 milliarder år gammelt.

Døbt XMM-2599, galaksen dannede stjerner i høj hastighed og døde derefter. Hvorfor det pludselig holdt op med at danne stjerner er uklart.

"Selv før universet var 2 milliarder år gammelt, XMM-2599 havde allerede dannet en masse på mere end 300 milliarder sole, gør det til en ultramassiv galakse, " sagde Benjamin Forrest, en postdoc-forsker i UC Riverside Department of Physics and Astronomy og studiets hovedforfatter. "Mere bemærkelsesværdigt, vi viser, at XMM-2599 dannede de fleste af sine stjerner i et enormt vanvid, da universet var mindre end 1 milliard år gammelt, og blev derefter inaktiv, da universet kun var 1,8 milliarder år gammelt."

Holdet brugte spektroskopiske observationer fra W. M. Keck Observatorys kraftfulde Multi-Object Spectrograph for Infrared Exploration, eller MOSFIRE, at foretage detaljerede målinger af XMM-2599 og præcist kvantificere dens afstand.

Undersøgelsesresultater vises i Astrofysisk tidsskrift .

"I denne epoke, meget få galakser er holdt op med at danne stjerner, og ingen er så massive som XMM-2599, " sagde Gillian Wilson, en professor i fysik og astronomi ved UCR, i hvis laboratorium Forrest arbejder. "Alene eksistensen af ​​ultramassive galakser som XMM-2599 beviser noget af en udfordring for numeriske modeller. Selvom sådanne massive galakser er utroligt sjældne i denne epoke, modellerne forudsiger dem. De forudsagte galakser, imidlertid, forventes aktivt at danne stjerner. Hvad gør XMM-2599 så interessant, usædvanlig, og overraskende er, at den ikke længere danner stjerner, måske fordi den holdt op med at få brændstof eller dens sorte hul begyndte at tænde. Vores resultater kalder på ændringer i, hvordan modeller slår stjernedannelse fra i tidlige galakser."

Forskerholdet fandt XMM-2599 dannede mere end 1, 000 solmasser om året i stjerner på sit højeste aktivitetsniveau - en ekstrem høj stjernedannelseshastighed. I modsætning, Mælkevejen danner omkring én ny stjerne om året.

"XMM-2599 kan være en efterkommer af en befolkning af stærkt stjernedannende støvede galakser i det meget tidlige univers, som nye infrarøde teleskoper for nylig har opdaget, " sagde Danilo Marchesini, en lektor i astronomi ved Tufts University og en medforfatter på undersøgelsen.

Den evolutionære vej for XMM-2599 er uklar.

"Vi har fanget XMM-2599 i sin inaktive fase, " sagde Wilson. "Vi ved ikke, hvad det vil blive til i dag. Vi ved, at den ikke kan tabe masse. Et interessant spørgsmål er, hvad der sker omkring det. Som tiden går, kunne den gravitationsmæssigt tiltrække nærliggende stjernedannende galakser og blive en lys galakseby?"

Medforfatter Michael Cooper, en lektor i astronomi ved UC Irvine, sagde, at dette resultat er en stærk mulighed.

"Måske i løbet af de følgende 11,7 milliarder år af kosmisk historie, XMM-2599 bliver det centrale medlem af en af ​​de lyseste og mest massive galaksehobe i lokaluniverset, " sagde han. "Alternativt, det kunne fortsætte med at eksistere i isolation. Eller vi kunne have et scenarie, der ligger mellem disse to resultater."

Holdet er blevet tildelt mere tid på Keck Observatory til at følge op på ubesvarede spørgsmål anmodet af XMM-2599.

"Vi identificerede XMM-2599 som en interessant kandidat med billedbehandling alene, " sagde medforfatter Marianna Annunziatella, en postdoc-forsker ved Tufts University. "Vi brugte Keck til bedre at karakterisere og bekræfte dens natur og hjælpe os med at forstå, hvordan monstergalakser dannes og dør. MOSFIRE er et af de mest effektive og effektive instrumenter i verden til at udføre denne type forskning."