Астрономы обнаружили ультраяркую инфракрасную галактику, скрывающуюся за квазаром

Карта ALMA момента-0 линии CO J=4–3 нового источника. Автор: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025). DOI: 10.1093/mnras/staf1655

Международная команда астрономов использовала Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решётку (ALMA) для наблюдения за известным квазаром «Клеверный лист». В ходе наблюдений они случайно обнаружили новую ультраяркую инфракрасную галактику. О находке сообщалось 30 сентября в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

С инфракрасной светимостью свыше триллиона солнечных светимостей и темпами звездообразования от 100 до 1000 солнечных масс в год, ультраяркие инфракрасные галактики (ULIRGs) являются наиболее интенсивно формирующими звёзды галактиками в локальной Вселенной. Следовательно, обнаружение новых галактик такого типа может быть важным для улучшения понимания звездообразования и эволюции.

H1413+117, получивший название «Клеверный лист», — это квадрупольно линзированный квазар с красным смещением примерно 2,56. Недавно группа астрономов под руководством Нацуки Х. Хаяцу исследовала «Клеверный лист» с помощью ALMA. К удивлению, эти наблюдения выявили присутствие ULIRG, скрывающейся за квазаром.

«Пылевые галактики, обнаруженные в субмиллиметровом диапазоне без оптических аналогов, вносят немалый вклад в звездообразование в ранней Вселенной. Однако такую популяцию трудно обнаружить с помощью классических обзоров, основанных на оптическом/ультрафиолетовом излучении. Мы сообщаем о случайном открытии такой оптически тёмной галактики позади квадрупольно линзированного квазара z = 2,56 H1413+117», — поясняют исследователи.

Новая ULIRG была идентифицирована примерно в 6 угловых секундах от квазара «Клеверный лист», при красном смещении примерно 3,39. Галактика имеет молекулярную массу на уровне 40–230 миллиардов солнечных масс, а масса её чёрной дыры была оценена примерно в 0,1 миллиарда солнечных масс.

Общая рентгеновская светимость вновь обнаруженной ULIRG составила около 400 тредециллионов эрг/с, в то время как её общая инфракрасная светимость оказалась на уровне 2,8 триллиона солнечных светимостей. Система является оптически тёмной и, по-видимому, сильно затенённой.

Исследование показало, что молекулярный газ в этой ULIRG ещё не установился динамически, вероятно, из-за богатого газом крупного слияния галактик на его ранних стадиях. Таким образом, астрономы предсказывают, что галактика, вероятно, обречена продолжать быть звёздным всплеском, с её богатым молекулярным запасом, спровоцированным процессом слияния.

Исследователи добавили, что возможно, исследуемая ULIRG находится на стадии предшественника фазы галактики, скрытой горячей пылью (DOG), возможно, эволюционируя к фазе голого активного галактического ядра (AGN), а затем — к эллиптической галактике в локальной Вселенной. Однако для того, чтобы сделать окончательные выводы относительно текущего эволюционного состояния этой системы, необходимы дальнейшие исследования, сосредоточенные на молекулярном газе галактики.

«Чтобы определить эволюционную стадию такой оптически тёмной галактики, будь то массивный звёздный всплеск, QSO [квазизвёздный объект] или горячая DOG, необходимо прояснить физическое состояние газа, особенно плотного молекулярного газа, который обеспечивает топливо для звездообразования, и это станет предметом будущих последующих исследований», — заключают авторы статьи.