|
Массивная галактика грандиозной формы
|
|
|
|
Спиральная галактика, по форме очень похожая на наш Млечный Путь, была обнаружена в эпоху, когда астрономы считали, что такие хорошо сформированные галактики еще не могут существовать. Два астронома из Индии обнаружили удивительно зрелую галактику всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва — открытие, которое бросает вызов нашему пониманию того, как формируются и эволюционируют галактики.
|
|
|
|
Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА (JWST) - это мощный телескоп, способный обнаруживать чрезвычайно слабый свет ранней Вселенной. Используя JWST, исследователи Раши Джейн и Йогеш Вададекар обнаружили галактику, удивительно похожую на наш Млечный Путь. Однако эта система сформировалась, когда космосу едва исполнилось 1,5 миллиарда лет — примерно десятая часть его нынешнего возраста.
|
|
|
|
Они назвали его Алакнанда, в честь гималайской реки, которая является двойным притоком Ганга и Мандакини — подходящее название для Млечного пути на хинди.
|
|
|
|
Открытие, сделанное в Национальном центре радиоастрофизики Института фундаментальных исследований Тата (NCRA-TIFR) в Пуне, Индия, было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
|
|
Почему это удивительно?
|
|
|
|
Считалось, что классические спиральные галактики, подобные нашей, — с двумя четкими симметричными рукавами (так называемая спираль "грандиозного дизайна") - формируются миллиарды лет. Преобладающая точка зрения гласила, что ранние галактики должны были выглядеть нерегулярными и неупорядоченными — все еще находящимися в хаотическом процессе сборки, а не сформировавшимися в изящные спирали, которые мы так часто видим в близлежащей Вселенной.
|
|
|
|
|
|
|
Построение большой спирали требует времени: газ должен постоянно поступать из окружающего пространства (так называемая "аккреция газа"), оседать на вращающемся диске, затем медленно движущиеся волны (так называемые "волны плотности") могут возмущать диск, формируя спиральные рукава, и вся система должна оставаться неповрежденной. сильные столкновения с другими галактиками.
|
|
|
|
Алакнанда не оправдывает этих ожиданий. У нее уже есть два широких спиральных рукава, охватывающих яркую округлую центральную область ("выпуклость" галактики), протяженностью около 30 000 световых лет в поперечнике. Еще более впечатляюще то, что он ежегодно производит новые звезды, общая масса которых примерно в 60 раз превышает массу Солнца.
|
|
|
|
Этот показатель примерно в 20 раз превышает массу современного Млечного Пути! Около половины звезд Алакнанды, по—видимому, сформировались всего за 200 миллионов лет - мгновение ока по космическому времени.
|
|
|
|
"Алакнанда обладает структурной зрелостью, которая ассоциируется у нас с галактиками, которые на миллиарды лет старше", - объясняет Раши Джайн, ведущий автор исследования.
|
|
|
|
"Обнаружение такого хорошо организованного спирального диска в эту эпоху говорит нам о том, что физические процессы, приводящие к образованию галактик - аккреция газа, оседание диска и, возможно, развитие спиральных волн плотности — могут работать гораздо эффективнее, чем предсказывают современные модели. Это заставляет нас переосмыслить наши теоретические основы".
|
|
Космическое увеличительное стекло
|
|
|
|
Алакнанда находится в направлении массивного скопления галактик под названием Abell 2744, также известного как скопление Пандоры. Огромная гравитация скопления искривляет и увеличивает свет от удаленных космических объектов на его фоне, подобно увеличительному стеклу. Этот эффект, называемый гравитационным линзированием, заставил Алакнанду казаться в два раза ярче, что позволило JWST запечатлеть ее спиральную структуру в потрясающих деталях.
|
|
|
|
Джейн и Вададекар проанализировали первые снимки галактики, сделанные с помощью 21 различных фильтров, каждый из которых выявляет различную часть ее света. Этот массив данных, собранный в рамках исследований JWST "UNCOVER" и "MegaScience", позволил им с необычной точностью оценить расстояние до галактики, содержание пыли, количество звезд в галактике и скорость формирования новых звезд с течением времени.
|
|
Переписываем космическую хронологию
|
|
|
|
Это открытие дополняет растущее число свидетельств того, что ранняя Вселенная была гораздо более зрелой, чем ожидали астрономы. В настоящее время на столь же огромных расстояниях обнаружено несколько дискообразных галактик, но Алакнанда выделяется как один из ярчайших примеров хрестоматийной спирали "грандиозного дизайна" (галактика с двумя выступающими симметричными рукавами) в столь раннюю эпоху.
|
|
|
|
"Алакнанда показывает, что ранняя вселенная была способна к гораздо более быстрой сборке галактик, чем мы ожидали", - говорит Йогеш Вададекар, соавтор исследования.
|
|
|
|
"Каким-то образом этой галактике удалось собрать звезды массой в десять миллиардов солнечных масс и организовать их в красивый спиральный диск всего за несколько сотен миллионов лет. По космическим меркам это необычайно быстро, и это заставляет астрономов переосмыслить то, как формируются галактики".
|
|
|
|
Ученые сейчас обсуждают, как возникли спиральные рукава Алакнанды. Одна из версий заключается в том, что галактика постоянно росла, втягивая потоки холодного газа, что позволяло волнам плотности естественным образом формировать спиральные узоры. Другая причина заключается в том, что гравитационное столкновение с меньшей галактикой—компаньоном привело в действие рукава, хотя такие спирали, вызванные приливами, как правило, быстро исчезают.
|
|
|
|
Будущие наблюдения с помощью собственных спектроскопических приборов JWST или телескопа Atacama Large Millimeter Array (ALMA) в Чили позволят определить, насколько быстро вращается галактика и движется ли ее диск упорядоченно (динамически "холодный") или более турбулентно (динамически "горячий"), что поможет различать эти явления. сценарии.
|
|
|
|
Что это значит для нас?
|
|
|
|
Это открытие - нечто большее, чем просто красивая картинка из далекого прошлого. Оно заставляет астрономов пересмотреть космическую хронологию — историю возникновения звезд, галактик и, в конечном счете, планет, подобных Земле. Если галактики могли созревать так быстро, то ранняя Вселенная была гораздо более динамичным и плодородным местом, чем мы себе представляли, и условия для формирования миров, подобных нашему, могли возникнуть раньше, чем кто-либо думал.
|
|
|
|
По мере того как JWST продолжает углубляться в пространство и время, несомненно, появятся новые галактики, подобные Алакнанде, и каждая из них станет новым ключом к удивительно быстрому раннему развитию Вселенной.
|
|
|
|
Ранняя Вселенная была гораздо более способна к созданию сложных и стабильных структур, чем считалось ранее, и Алакнанда является убедительным доказательством того, что это самая удаленная спиральная галактика с доминирующим диском, когда—либо обнаруженная.
|
|
|
|
Источник
|
