JWST обнаружил массивный филамент вокруг молодого AGN в ранней Вселенной

Международная группа астрономов, используя данные телескопа JWST, обнаружила массивный филамент (газово-звёздную нить) вокруг компактного активного галактического ядра (AGN) GN-77652 на красном смещении z=5.23. Это соответствует времени, когда Вселенной было около 1 миллиарда лет. Результаты опубликованы на сервере препринтов arXiv.

GN-77652 наблюдалась в рамках программы BlackTHUNDER с помощью спектрографа NIRSpec IFU и дополнена глубокими изображениями NIRCam. Объект находится вблизи 12-килопарсекового филамента, состоящего из нескольких источников. Их массы варьируются от 0.7 до 13 ? 10? солнечных масс, металличность составляет 12+log(O/H)=7.6–8.5, а темпы звездообразования — от 0.4 до 6 солнечных масс в год.

Кинематика по линии [OIII]?5007 показывает плавный крупномасштабный градиент скоростей, центрированный на массивной (?1.1?10? M?) и металлической (0.6 Z?) системе группы. Всего в 2.4 кпк от GN-77652 обнаружены признаки второго AGN по линии [OIII]?4363. Сам GN-77652 демонстрирует малый градиент скоростей (–30 до +20 км/с), что согласуется с вращением диска согласно динамическому моделированию.

Исследователи оценили поле излучения Лайман-Вернера от филамента — оно оказалось слишком слабым, чтобы объяснить формирование центральной чёрной дыры путём прямого коллапса. Однако такие условия могли существовать на более ранних этапах. Альтернативный сценарий — чёрная дыра, выброшенная из филамента.

Вся система, вероятно, сольётся через 150–440 миллионов лет. Моделирование и экстраполяции показывают, что компактная AGN GN-77652 представляет собой переходную эволюционную фазу. Это согласуется с наблюдаемым снижением с красным смещением числа компактных AGN, открытых JWST.

Работа даёт важные подсказки о формировании и эволюции первых активных галактических ядер в молодой Вселенной.