|
На заре Вселенной было много вывернутых наизнанку галактик
|
|
|
|
Астрономы использовали космический телескоп НАСА/ЕКА имени Джеймса Уэбба (JWST) для наблюдения "вывернутого наизнанку" роста галактики в ранней Вселенной, всего через 700 миллионов лет после Большого взрыва.
|
|
|
|
Эта галактика в сто раз меньше Млечного Пути, но она удивительно развита для столь раннего периода существования Вселенной. Подобно большому городу, в центре этой галактики много звезд, но плотность их в галактических "пригородах" уменьшается. И подобно большому городу, эта галактика начинает разрастаться, а звездообразование на окраинах ускоряется.
|
|
|
|
Это самое раннее в истории обнаружение роста галактик "изнутри наружу". До появления Уэбба не было возможности изучать рост галактик на столь раннем этапе истории Вселенной.
|
|
|
|
Хотя изображения, полученные с помощью Webb, представляют собой моментальный снимок во времени, исследователи, возглавляемые Кембриджским университетом, говорят, что изучение подобных галактик может помочь нам понять, как они превращаются из облаков газа в сложные структуры, которые мы наблюдаем сегодня. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
"Вопрос о том, как галактики эволюционируют в течение космического времени, является важным в астрофизике", - сказал ведущий автор исследования доктор Сандро Такчелла из Кавендишской лаборатории Кембриджа.
|
|
|
|
|
|
|
"У нас было много отличных данных за последние десять миллионов лет и по галактикам в нашем уголке Вселенной, но теперь с помощью Webb мы можем получить данные наблюдений за миллиарды лет назад, исследуя первый миллиард лет космической истории, что открывает множество новых вопросов."
|
|
|
|
Галактики, которые мы наблюдаем сегодня, растут с помощью двух основных механизмов: либо они втягивают в себя газ для образования новых звезд, либо они растут путем слияния с галактиками меньшего размера. Вопрос о том, действовали ли в ранней Вселенной другие механизмы, остается открытым, и астрономы надеются разобраться с помощью Webb.
|
|
|
|
"Вы ожидаете, что галактики изначально будут маленькими, поскольку газовые облака сжимаются под действием собственной гравитации, образуя очень плотные ядра звезд и, возможно, черные дыры", - сказал Такчелла.
|
|
|
|
"По мере роста галактики и увеличения звездообразования это похоже на вращение фигуриста: когда фигурист тянет руки, они набирают обороты и вращаются все быстрее и быстрее. Галактики в чем-то похожи, поскольку газ, накапливающийся позже на все больших расстояниях, раскручивает галактику, из-за чего они часто образуют спирали или диски."
|
|
|
|
Эта галактика, наблюдаемая в рамках совместной работы JADES (JWST Advanced Extragalactic Survey), активно формирует звезды в ранней Вселенной. У нее очень плотное ядро, которое, несмотря на свой относительно молодой возраст, по плотности сравнимо с современными массивными эллиптическими галактиками, в которых звезд в 1000 раз больше. Большая часть звездообразования происходит дальше от ядра, а звездообразующий "сгусток" - еще дальше.
|
|
|
|
Активность звездообразования сильно возрастает к окраинам, поскольку звездообразование распространяется шире, а галактика увеличивается в размерах. Этот тип роста был предсказан теоретическими моделями, но с помощью Webb теперь его можно наблюдать.
|
|
|
|
"Одна из многих причин, по которой Webb так сильно преобразил нас, астрономов, заключается в том, что теперь мы можем наблюдать то, что ранее было предсказано с помощью моделирования", - сказал соавтор Уильям Бейкер, аспирант Кавендишского университета. "Это как возможность проверить свою домашнюю работу".
|
|
|
|
Используя метод Уэбба, исследователи извлекли информацию из света, излучаемого галактикой на разных длинах волн, которую затем использовали для оценки количества молодых звезд по сравнению со старыми, что преобразуется в оценку звездной массы и скорости звездообразования.
|
|
|
|
Поскольку галактика очень компактна, отдельные изображения галактики были "предварительно смоделированы" с учетом инструментальных эффектов. Используя моделирование звездного населения, которое включает в себя требования к выделению газа и поглощению пыли, исследователи обнаружили более старые звезды в ядре, в то время как окружающий диск находится в стадии очень активного звездообразования.
|
|
|
|
Эта галактика удваивает свою звездную массу на окраинах примерно каждые 10 миллионов лет, что происходит очень быстро: галактика Млечный Путь удваивает свою массу только каждые 10 миллиардов лет.
|
|
|
|
Плотность галактического ядра, а также высокая скорость звездообразования позволяют предположить, что эта молодая галактика богата газом, необходимым для образования новых звезд, что может отражать различные условия в ранней Вселенной.
|
|
|
|
"Конечно, это всего лишь одна галактика, поэтому нам нужно знать, что делали другие галактики в то время", - сказал Такчелла.
|
|
|
|
"Все ли галактики были похожи на эту? Сейчас мы анализируем аналогичные данные по другим галактикам. Рассматривая различные галактики в течение космического времени, мы, возможно, сможем реконструировать цикл роста и продемонстрировать, как галактики вырастают до своих нынешних размеров".
|
|
|
|
Источник
|
