Как в ранней Вселенной клубились молодые галактики — показал «Уэбб»
Астрономы, используя космический телескоп имени «Джеймса Уэбба» (JWST), получили беспрецедентное изображение формирования галактик всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Новые данные показывают, что ранние галактики были гораздо более хаотичными и запутанными, чем современные. Результаты опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Societ.
Группа исследователей из Кембриджского университета изучила более 250 молодых галактик, существовавших, когда Вселенной было от 800 миллионов до 1,5 миллиарда лет. Анализ движения газа внутри этих галактик показал, что большинство из них представляли собой турбулентные, «комковатые» системы, еще не ставшие упорядоченными вращающимися дисками, подобными Млечному Пути.
«Мы видим не просто несколько впечатляющих аномалий — впервые удалось рассмотреть целую популяцию сразу. Некоторые галактики начинают упорядочиваться, но большинство все еще остаются хаотичными, с газом, движущимся во всех направлениях», — говорит Лола Данхайв из Института космологии Кавли.
Невидимый свет и тайны газа
Для наблюдений использовали инструмент NIRCam в редком «режиме гризма», который фиксирует слабое излучение ионизированного водорода в далеких галактиках. Данхайв разработала специальный код, позволяющий сопоставлять данные гризма с другими обзорами JWST и измерять движение газа в каждой галактике.
Сандро Такчелла, соавтор исследования, поясняет:
«Ранее считалось, что массивные диски формировались очень рано. Наш анализ сотен менее массивных галактик показал другую картину. Ранние галактики были турбулентными и нестабильными, их развитие сопровождалось частыми слияниями и вспышками звездообразования».
Переход от хаоса к порядку
Ранние галактики постепенно становились стабильнее по мере взросления Вселенной. В этот период сильное звездообразование и гравитационная нестабильность создавали турбулентность, мешавшую формированию структур. Постепенно газовые облака упорядочивались, превращаясь в диски, из которых затем возникли спиральные галактики.
«Эта работа помогает преодолеть разрыв между эпохой реионизации и пиком звездообразования, так называемым "космическим полднем". Мы видим, как хаотичные газовые скопления постепенно превращались в упорядоченные структуры, а в итоге возникли галактики, подобные Млечному Пути», — говорит Данхайв.
Технологии, открывающие новые горизонты
JWST позволяет исследователям наблюдать динамику галактик на масштабах, которые ранее были недоступны. Последующие исследования будут объединять данные о холодном газе и пыли, чтобы создать полную картину формирования первых галактик.
«Это только начало. С новыми данными мы сможем проследить, как эти турбулентные системы трансформировались в изящные спирали, которые мы видим сегодня», — отмечает Такчелла.
