Международная группа астрономов использовала космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) для наблюдения за яркой пылевой звездообразующей галактикой, известной как GN20. Результаты наблюдательной кампании, опубликованные 26 апреля на сервере препринтов arXiv , дают важные сведения о звездной структуре этой галактики.

При красном смещении 4,05 GN20 является одной из самых ярких пылевых галактик со звездообразованием (DSFG), известных на сегодняшний день. GN20 расположена в протоскоплении или галактике с повышенной плотностью, имеет инфракрасную светимость около 18,6 солнечной светимости и скорость звездообразования (SFR) около 1860 солнечных масс в год. Распределение молекулярного газа в этой галактике показывает комковатую звездную структуру диаметром примерно 45 600 световых лет и кинематикой, соответствующей кинематике массивного вращающегося диска.

Недавно группа астрономов во главе с Луисом Колиной из Испанского астробиологического центра в Мадриде, Испания, решила провести наблюдения за GN20 в среднем инфракрасном диапазоне, стремясь пролить больше света на его свойства. Для этого они использовали Mid-Infrared Instrument (MIRI) JWST.

«Изображение GN20 JWST было получено 23–24 ноября 2022 года с использованием имидж-сканера MIRI (MIRIM, Bouchet et al, 2015) в фильтре F560W в рамках гарантированного времени Европейского консорциума MIRI (программа ID 1264)», — пояснили исследователи.

Наблюдения показали, что GN20 имеет звездную структуру, характеризующуюся светящимся (с абсолютной величиной -22,35) неразрешенным ядром и диффузной протяженной оболочкой. Эта звездная структура формирует новые звезды с постоянной высокой скоростью около 500 солнечных масс в год в течение 100 миллионов лет.

Ядро имеет размер менее 2600 световых лет, несет 9% общего потока и совпадает с ядерной эмиссией компактной холодной пыли. Звездная оболочка имеет эффективный радиус около 11 740 световых лет, и ее положение совпадает с положением молекулярного газа угарного газа , но ее центр тяжести смещен примерно на 3300 световых лет от звездного ядра. Это смещение может быть результатом недавнего гравитационного столкновения или слияния.

Анализируя изображения JWST, команда также идентифицировала дополнительные слабые звездные сгустки, которые, по-видимому, связаны с некоторыми сгустками ультрафиолета и угарного газа. Более того, астрономы обнаружили, что ядро ​​звезды имеет самую высокую концентрацию холодной пыли , но не самую большую концентрацию молекулярного газа.

Подводя итоги, авторы статьи отметили, что GN20 обладает всеми свойствами, необходимыми для эволюции в массивную покоящуюся галактику на промежуточном красном смещении.

«Это большая светящаяся галактика на z = 4,05, вовлеченная в короткую и массивную вспышку звездообразования с центром в звездном ядре и простирающаяся на всю галактику с радиусом до 4 кпк, и, вероятно, вызванная взаимодействием или слиянием с членом протокластер», — объяснили исследователи.