Загадка далекой туманности не дает астрономам покоя

Астрономы столкнулись с довольно интересным случаем. В одном из дальних уголков Вселенной обнаружен огромный светящийся пузырь газа, и ученые не могут объяснить, что именно вызывает его свечение. Обнаруженная туманность расположена в центре гигантского «протокластера», расположенного примерно в 10 миллиардах световых лет от Земли и состоящего из одних из самых древних галактик во Вселенной. По мнению астрономов, найденный объект является самым ярким среди ранее найденных космических объектов подобного типа.

Находка, подпадающая под класс так называемых «гигантских Лайман-альфа туманностей» (enormous Lyman-alpha nebula, ELAN) не только является самым ярким во Вселенной объектом подобного типа, но еще и самым большим. Он превосходит даже туманность «Slug», обнаруженную в 2014 году и растягивающуюся более чем на 2 миллиона световых лет.

«Она невероятно яркая и, вероятнее всего, по размерам даже больше туманности Slug, однако обнаружить внутри нее ничего, кроме размытых очертаний галактик, нам не удалось», — отмечает Хавьер Прочаска, один из исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Крусе.

«Другими словами, мы нашли невероятный по размерам энергетический феномен, но не можем пока обнаружить источник его энергии».

К настоящему моменту ученым известно всего несколько объектов класса ELAN, однако исследователи считают, что они являются частью так называемой космической паутины, опутывающей всю Вселенную и соединяющей между собой галактики. Однако в то время, как источником свечения других гигантских Лайман-альфа туманностей чаще всего является невероятный уровень излучения, создаваемый, как правило, находящимися внутри них квазарами, новыми звездами и сверхновыми, подобных объектов в рамках исследования новой туманности, получившей название MAMMOTH-1, учеными обнаружено не было. Поэтому исследователи не могут разобраться в том, что же именно заставляет светиться находящийся в туманности газообразный водород, испускающий Лайман-альфа излучение (характерное излучение атомов водорода).

Что интересно, с подобной проблемой ученые уже сталкивались в 2000 году, когда был обнаружен еще один ELAN-объект, получивший название «пузырь Лайман-альфа 1». Он расположен в южной части созвездия «Водолея» примерно в 11,5 миллиарда лет от Земли. Размеры этой туманности в три раза больше размеров нашей галактики Млечный Путь. Но несмотря на то, что она «пылает» ярким зеленым цветом в телескопах астрономов, до сегодняшнего дня ученые так и не смогли определить источник ее свечения.

Согласно одному из последних предположений, источником этого свечения подобных объектов могу быть сверхмассивные черные дыры, поглощающие материю галактик, находящихся в центральном регионе туманности. В новом исследовании MAMMOTH-1 ученые пришли к такому же выводу.

Сама же туманность была обнаружена в рамках нового обзорного исследования неба Mapping the Most Massive Overdensities Through Hydrogen (MAMMOTH), в рамках которого также была обнаружена туманность Slug. Обнаруженный внутри туманности протокластер невероятно огромен (около 50 световых лет) и содержит необычно плотную концентрацию галактик, связанных между собой мощной гравитацией.

Несмотря на то, что к настоящему момент все эти галактики очень старые, в телескопы они выглядят для нас как молодые и появившиеся всего спустя 3 миллиарда лет с момента Большого взрыва. О том, что может вызывать такое яркое свечение всей туманности MAMMOTH-1 и находящегося внутри ее протокластера, было предложено несколько гипотез, однако наиболее вероятный ответ на этот вопрос, скорее всего, может быть связан с так называемым «активным галактическим ядром». По крайней мере так считает нынешняя группа ученых, занимавшаяся исследованием обнаруженной туманности.

Активное галактическое ядро представляет собой компактный регион пространства в центре галактик и, как правило, обладает гораздо более высоким уровнем светимости по сравнению со всем остальным. Ученые объясняют это тем, что одним из источников активного галактического ядра являются сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие газ, находящийся в центре галактики. Интенсивное излучение активного галактического ядра ионизирует находящийся вокруг него водород, и это, вполне возможно, и заставляет ELAN выбрасывать столь яркое Лайман-альфа свечение.

Наблюдения показывают, что чаще всего источником самых ярких активных галактических ядер в видимом свете являются квазары – самые яркие объекты во Вселенной — однако в случае с туманностью MAMMOTH-1 никаких квазаров обнаружено не было. Хотя, конечно же, никто не исключает возможность, что за плотным скоплением газа и пыли туманности один мог все же и скрыться.

«Есть подозрение сходства с активным галактическим ядром, однако на оптических изображениях мы никаких прямых доказательств наличия оного не обнаружили. Думаю, это может быть какой-то квазар, скрытый за очень плотным скоплением пыли, которая закрывает от нас больший объем его света», — комментирует Прочаска.

Команда исследователей, конечно, попытается разглядеть хотя бы один квазар на расстоянии около 10 миллиардов световых лет от Земли, но на данный момент источник свечения этой ELAN остается для них полной загадкой.