Телескоп Джеймс Уэбб нашёл первую 'вывернутую' галактику

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружил необычную "вывернутую" галактику, сформировавшуюся в начале Вселенной.

Фото: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Artist%27s_impression_of_the_James_Webb_Space_Telescope_(ann2203a).jpeg by ESA/ATG medialab

Галактика JADES-GS+53.18343−27.79097 существовала через 700 миллионов лет после Большого взрыва и примерно всего в сто раз меньше Млечного Пути. Однако, в отличие от большинства галактик, её рост, похоже, происходил изнутри наружу — звёзды образовывались быстрее на окраинах, чем в плотном ядре.

Теоретические модели предсказывали, что такие "вывернутые" галактики должны быть распространены в ранней Вселенной, но до сих пор учёным не удавалось увидеть их из-за плотных слоёв пыли и газа. Благодаря телескопу Уэбба астрономам удалось подтвердить эти предположения, обнаружив первую такую галактику, которую они описали в журнале Nature Astronomy.

"Одна из причин, по которой Уэбб стал таким революционным инструментом для астрономии, заключается в том, что теперь мы можем наблюдать то, что раньше было доступно только в моделях, — отметил соавтор исследования и аспирант Кембриджского университета Уильям Бейкер (William Baker). - Это как проверка своей домашней работы".

В нашей локальной Вселенной галактики растут двумя основными способами: поглощая достаточно газа для формирования новых звёзд или сливаясь с более мелкими галактиками. Однако остаётся неясным, были ли это единственные механизмы или в ранние этапы Вселенной существовали и другие.

"Вопрос о том, как галактики эволюционируют на протяжении космического времени, является важной проблемой астрофизики, — отметил профессор астрофизики в Кембриджском университете Сандро Таччелла (Sandro Tacchella). - У нас были отличные данные за последние 10 миллионов лет и для галактик в нашей части Вселенной, но теперь с Уэббом мы можем получать данные о космической истории, уходящей на миллиарды лет назад, что поднимает совершенно новые вопросы".

Учёные проанализировали данные о древних галактиках, собранные в рамках программы JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) на телескопе JWST. Свет распространяется в вакууме с фиксированной скоростью, поэтому чем дальше смотрит JWST, тем более древний свет он перехватывает, что позволяет астрономам заглядывать всё глубже в прошлое.

Анализ этих наблюдений позволил астрономам обнаружить новую галактику. Используя спектрограф NIRSpec на JWST, исследователи смогли определить возраст звёзд в галактике. Они выяснили, что у галактики плотное ядро, окруженное диском газа и пыли, в котором звёзды формируются с огромной скоростью, что позволяет галактике удваиваться в размерах каждые 10 миллионов лет — в сравнении с 10 миллиардами лет, необходимыми для Млечного Пути.

По мере формирования звёзд они постепенно мигрируют к ядру, заставляя галактику вращаться быстрее, как фигурист, прижимающий руки к телу, чтобы ускорить вращение.

Обнаружив эту галактику, исследователи планируют искать похожие объекты.

"Конечно, это всего лишь одна галактика, и нам нужно понять, что происходило с другими галактиками в то время, — резюмирует Таччелла. - Мы анализируем данные о других галактиках. Изучая разные галактики на протяжении космической истории, мы сможем восстановить цикл их роста и показать, как галактики достигли своих современных размеров".

Уточнения

Космический телескоп «Джеймс Уэ́бб» (англ. James Webb Space Telescope, JWST) — орбитальная инфракрасная обсерватория.

Большо́й взрыв — общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно — начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.

JADES-GS-z14-0 — галактика лайманского разрыва в созвездии Печь, открытая в 2024 году с помощью NIRcam в рамках программы космического телескопа «Джеймс Уэбб».