Во Вселенной нашли галактику, которая «повзрослела» слишком рано
Галактика, существовавшая всего через 4,5 миллиарда лет после Большого взрыва, уже имела сложную внутреннюю структуру, которую ученые ожидали увидеть у гораздо более молодых объектов. Об открытии сообщает журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Исследователи с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» обнаружили самый далекий из известных ядерных дисков — плотное вращающееся скопление звезд в центре галактики, где продолжается активное звездообразование.
Это открытие показывает, что некоторые галактики могли развиваться гораздо быстрее, чем считалось ранее. Вместо постепенного формирования сложных структур они уже на ранних этапах истории Вселенной могли приобретать черты современных галактик.
Галактика повзрослела раньше времени
Объект исследования — галактика CEERS4031. Ученые наблюдали ее такой, какой она была примерно 9 миллиардов лет назад, когда Вселенной было около трети от нынешнего возраста.
В ее центре астрономы нашли ядерный диск — компактную область из звезд, которая вращается вокруг центра галактики и содержит большое количество молодых светил. Подобные структуры хорошо известны в близких к нам зрелых галактиках, но раньше их не удавалось обнаружить на таком раннем этапе космической истории.
По мнению исследователей, найденный диск уже обладает многими особенностями современных ядерных дисков: он компактен, активно формирует звезды и показывает признаки организованного роста. Это указывает на то, что галактики могли достигать зрелости быстрее, чем предполагали модели их эволюции.
Звездная перемычка запустила перестройку галактики
Ученые считают, что ключевую роль в появлении ядерного диска сыграла звездная перемычка — длинная структура из звезд, проходящая через центральную часть галактики.
Такие перемычки встречаются у многих современных спиральных галактик. Они могут действовать как своеобразные космические «транспортеры», перемещая газ и звезды к центру. Этот процесс помогает формированию новых звезд и изменяет внутреннее строение галактики.
Ранее наблюдения показывали, что звездные перемычки могли появляться достаточно рано, но ученым не хватало прямых доказательств того, что они уже в молодой Вселенной активно перестраивали галактики.
«Это замечательное и неожиданное открытие, которое заставит астрономов пересмотреть идею эволюции галактик и влияние звездных перемычек в ранней Вселенной», — сказала Зои Ле Конт, ведущий автор исследования из Даремского университета.
По ее словам, изображения и данные, полученные с помощью телескопа Джеймса Уэбба, продолжают показывать, что зрелые галактики существовали гораздо раньше, чем ученые предполагали.
Следы роста первых черных дыр
Открытие может помочь не только в изучении формирования галактик. Ядерные диски считаются возможными источниками газа для сверхмассивных черных дыр, расположенных в центрах большинства крупных галактик.
Когда газ перемещается к центральной области галактики, он может постепенно попадать в область влияния черной дыры и способствовать ее росту. Поэтому изучение таких структур помогает понять, каким образом первые гигантские черные дыры смогли появиться в ранней Вселенной.
Теперь исследовательская группа планирует провести дополнительные наблюдения CEERS4031. Ученые хотят выяснить, как именно двигались газ и звезды внутри галактики и насколько эффективно звездная перемычка могла направлять вещество к ее центру.
Новые данные могут изменить представления о том, насколько быстро первые галактики проходили путь от хаотичных скоплений молодых звезд до сложных систем, похожих на те, что окружают нас сегодня.
