Как галактики выдыхают свой газ ✛ ✎

Оригинал: "Outflows in the Early Universe: Neutral gas Absorption in Galaxies at z > 3 from low-resolution JWST Spectroscopy"
arXiv:2607.20606v1 · 2026-07-22 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Телескоп «Джеймс Уэбб» застал далёкие галактики в момент, когда они выбрасывают холодный газ, лишая себя топлива для новых звёзд.

Всего два миллиарда лет после Большого взрыва — а массивные галактики уже выдыхают свой газ обратно в космос. Телескоп «Джеймс Уэбб» заметил это по жёлтому следу натрия — цвету, знакомому каждому по уличным фонарям. Этот след появляется, когда холодный газ поглощает свет. В галактиках такой газ — главное топливо для рождения новых звёзд.

Жёлтые линии натрия в спектре галактики — это как подпись холодного межзвёздного газа (разреженной среды между звёздами), спрятанной за плотной космической пылью.

Чтобы понять, куда уходит топливо, астрономы во главе с Маттео Сапори изучили 811 далёких галактик с красным смещением (растяжением света из-за расширения Вселенной) от 3 до 7. Они использовали спектроскопию — метод, разлагающий свет на цвета, как дождевая капля создаёт радугу. В каждом спектре искали провал на длине волны натрия. Уверенный сигнал нашёлся лишь у 20 галактик, но именно они оказались самыми массивными и пыльными. Среди тех, у кого звездообразование (процесс рождения звёзд) уже ослабло, доля с таким выдохом достигала 43%. Оценки показали: газ утекает наружу быстрее, чем превращается в новые звёзды — до 12 солнечных масс в год.

В галактиках, где почти не рождаются новые звёзды, нейтральный ветер дует особенно часто — почти в каждой второй.

Что же выталкивает газ? Скорее всего, мощное излучение молодых массивных звёзд, а иногда и активное ядро галактики — сверхмассивная чёрная дыра, пожирающая вещество в центре. Этот ветер опустошает запасы холодного топлива, и звездообразование затухает. Так ранние галактики переходят от бурной молодости к спокойной зрелости. Две жёлтые полоски в радуге света рассказали о том, как Вселенная училась дышать ещё за много миллиардов лет до нас.

Жёлтые линии натрия, которые выдают галактический выдох, — те самые, что заставляют уличные фонари светить янтарным цветом.

N_{\text{NaI}} = 1.13 \times 10^{20} \frac{EW}{f_{lu} \lambda_{lu}^2} \, \text{cm}^{-2}
Связь эквивалентной ширины линии поглощения Na I D (EW) с числом атомов на луче зрения (N_NaI) в предположении оптически тонкого газа.
\dot{M}_{\text{out}} = 1.2 \, M_\odot \, \text{yr}^{-1} \left( \frac{\Omega}{0.4 \cdot 4\pi} \right) \left( \frac{R_{\text{out}}}{1 \, \text{kpc}} \right) \left( \frac{v_{\text{out}}}{200 \, \text{km/s}} \right) \left( \frac{EW}{1 \, \text{Å}} \right)
Скорость выброса массы (Mdot_out) как функция телесного угла истечения (Omega), его радиуса (R_out), скорости (v_out) и измеренной эквивалентной ширины.
Учёные
Alan GuthAlexander FriedmannAndrei LindeGeorges LemaîtreJames PeeblesAdam Riess
Понятия
галактики ранней Вселенной галактический отток звездообразование в ранней Вселенной галактики с большим красным смещением аномалия прозрачности пыли сверхбыстрый отток газ звездообразования вспышка роман красные источники JWST вспышка звездообразования пылинка аккреция газа космический телескоп Джеймса Уэбба межзвёздное пространство тёмные века негауссовость карликовая галактика войд истечение