В ранней Вселенной, всего через полтора миллиарда лет после Большого взрыва, в небольшом объёме пространства столкнулись сразу три массивные галактики. Их гравитационный танец выбросил наружу гигантские потоки холодного газа, которые протянулись на 60 килопарсек — расстояние, в двадцать раз превышающее диаметр нашей Галактики. Эти светящиеся реки из ионизованного углерода (атомов, потерявших по одному электрону) стали главной находкой астрономов, работающих с комплексом радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама.

Долгое время оставалось неясным, как сверхгигантские эллиптические галактики накапливают массу за первые миллиарды лет и откуда берётся металл в горячем газе скоплений. Теперь обнаружено: приливные потоки, вырванные гравитацией при слиянии, уносят около половины газа одной из галактик и обогащают окружающую среду тяжёлыми элементами. Сравнение кинематики газа в потоках с движением галактик в фазовом пространстве (координатах и скоростях объектов вместе) показало, что около половины галактик и все сгустки потоков лежат на одной каустике — кривой, вдоль которой они движутся согласованно. Это говорит об общем происхождении в ходе коллапса.

Газ в этих реках нагрет ударными волнами, а не ультрафиолетовым излучением молодых звёзд. Отношение массы к светимости в линии [CII] для сгустков аномально низкое — 2.95 солнечных масс на солнечную светимость, что в десять раз ниже типичного для галактик на таких красных смещениях. Это как если бы река светилась не от фонарей на берегу, а от внутреннего трения воды о камни. Такие выбросы — новый канал обогащения протомежгалактической среды металлами и её нагрева.

Пока это чистое знание: оно уточняет модели формирования галактик, но практических применений не видно. Однако без таких наблюдений невозможно понять, как именно рождаются ярчайшие галактики скоплений за столь короткое время. Впереди — наблюдения в терагерцовом диапазоне с высоким угловым разрешением, чтобы напрямую измерить пыль в сгустках, и спектры молекулярного газа для проверки гипотезы об ударном нагреве. Численное моделирование с учётом обратной связи от активных ядер галактик поможет понять, как часто такие выбросы происходили в ранней Вселенной.