Галактики, похожие на Млечный Путь, в молодой Вселенной
Новые изображения космического телескопа имени Джеймса Уэбба НАСА (JWST) впервые показывают галактики со звездными перемычками — удлиненными элементами звезд, простирающимися от центров галактик к их внешним дискам — в то время, когда Вселенная составляла всего 25% от ее настоящего. возраст. Обнаружение так называемых галактик с перемычкой, похожих на наш Млечный Путь, на столь раннем этапе Вселенной потребует от астрофизиков уточнения своих теорий эволюции галактик.
До JWST изображения с космического телескопа Хаббла никогда не обнаруживали полосы в такие молодые эпохи. На изображении Хаббла одна галактика, EGS-23205, представляет собой не более чем пятно в форме диска, но на соответствующем изображении JWST, сделанном прошлым летом, это красивая спиральная галактика с четкой звездной полосой. «Я взглянул на эти данные и сказал: «Мы отказываемся от всего остального!» — сказал Шардха Джоги, профессор астрономии Техасского университета в Остине. «Полосы, едва заметные в данных Хаббла, просто появились на изображении JWST, демонстрируя огромную способность JWST видеть основную структуру в галактиках», — сказала она, описывая данные Научного исследования раннего выпуска космической эволюции (CEERS), возглавляемого Профессор UT Austin Стивен Финкельштейн.
Команда идентифицировала другую галактику с перемычкой, EGS-24268, также возникшую примерно 11 миллиардов лет назад, что делает две галактики с перемычкой более отдаленными во времени, чем любая ранее обнаруженная. В статье, принятой к публикации в The Astrophysical Journal Letters, они выделяют эти две галактики и показывают примеры четырех других галактик с перемычкой, существовавших более 8 миллиардов лет назад. «Для этого исследования мы рассматриваем новый режим, в котором никто раньше не использовал такого рода данные или не проводил такого рода количественный анализ, — сказал Юйчен «Кей» Го, аспирант, руководивший анализом, — так что все новый. Это как войти в лес, в который никто никогда не ходил».
Бары играют важную роль в эволюции галактик, направляя газ в центральные области, ускоряя звездообразование. «Батончики решают проблему цепочки поставок в галактиках», — сказал Джоги. «Точно так же, как нам нужно доставлять сырье из гавани на внутренние фабрики, которые производят новые продукты, бар мощно транспортирует газ в центральную область, где газ быстро превращается в новые звезды со скоростью, как правило, в 10–100 раз быстрее, чем в остальная часть галактики». Бары также помогают выращивать сверхмассивные черные дыры в центрах галактик, направляя газовую часть пути. Открытие перемычек в такие ранние эпохи несколько меняет сценарии эволюции галактик.
«Это открытие ранних перемычек означает, что модели эволюции галактик теперь имеют новый путь через перемычки для ускорения образования новых звезд в ранние эпохи», — сказал Джоги. И само существование этих ранних перемычек бросает вызов теоретическим моделям, поскольку им необходимо правильно понять физику галактики, чтобы предсказать правильное количество перемычек. Команда будет тестировать различные модели в своих следующих работах.
JWST может обнаруживать структуры в далеких галактиках лучше, чем Хаббл, по двум причинам: во-первых, его большее зеркало дает ему большую способность собирать свет, позволяя ему видеть дальше и с более высоким разрешением. Во-вторых, он может лучше видеть сквозь пыль, поскольку наблюдает в более длинном инфракрасном диапазоне, чем Хаббл. Студенты бакалавриата Иден Уайз и Зилеи Чен сыграли ключевую роль в исследовании, визуально изучив сотни галактик, выискивая те из них, которые, по-видимому, имели перемычки, что помогло сократить список до нескольких десятков, чтобы другие исследователи могли проанализировать их с помощью более интенсивного математического анализа.
