JWST: слияния галактик в ранней Вселенной дали до 42% прироста звёздной массы

Международная группа астрофизиков проанализировала данные инфракрасной камеры NIRCam космического телескопа James Webb (JWST) и выяснила, какую роль играют взаимодействия галактик в наращивании звёздной массы на ранних этапах эволюции Вселенной. Работа опубликована в репозитории arXiv и основана на выборке из 48 галактик, отобранных спектроскопически в рамках Canadian NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS).

Исследователи рассматривали эпоху с красным смещением от 5,0 до 5,6, что соответствует возрасту Вселенной около 1–1,2 миллиарда лет. Из 48 галактик 21 (44%) были визуально классифицированы как тесные взаимодействующие системы с расстоянием между компонентами менее 5 тысяч парсек. Для оценки истории звездообразования использовался непараметрический код Dense Basis.

Выяснилось, что компоненты таких систем переживают короткие (около 0,2 миллиарда лет) эпизоды резко усиленного звездообразования. В ходе этих вспышек звёздная масса растёт примерно в 2,66 раза по сравнению с начальной, причём около 1,71 массы образуется сверх того, что дало бы обычное спокойное развитие.

Учёные связали эти всплески именно с взаимодействием галактик и, предполагая, что компоненты впоследствии сольются, оценили вклад слияний в общий рост массы. По их данным, слияния ответственны за 42% (с разбросом от 22% до 62%) полного увеличения звёздной массы галактик на z ~ 5. При этом примерно половина этого вклада приходится на слияние уже существовавших звёзд, а вторая половина — на новорождённые в ходе взаимодействия звёзды.

Результаты подчёркивают, что процессы слияний и сопутствующие им вспышки звездообразования являются важным механизмом роста галактик в ранней Вселенной. Работа даёт количественную оценку этому явлению и может быть использована для уточнения моделей эволюции галактик.