Астрономия

На ранних этапах эволюции Вселенной ее обитателями были преимущественно «комковатые» и турбулентные галактики, а вот спиральные диски в столь раннюю эпоху практически не встречались. Однако с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» астрономы впервые наблюдали гигантскую спиральную галактику с двумя четко выраженными рукавами — такой, какой она была всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва.

До сих пор ученые не могли с уверенностью сказать, когда возникли первые спиральные галактики: на больших красных смещениях (то есть в относительно древней Вселенной) удалось обнаружить лишь несколько подобных объектов. Ранее считалось, что галактикам в молодой Вселенной свойственна «комковатая» структура из-за горячей и турбулентной газовой среды, однако результаты нового исследования, принятого к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics, ставят под сомнение устоявшиеся предположения.

Исследовательская группа во главе с Раши Джайн (Rashi Jain) и Йогешем Вададекаром (Yogesh Wadadekar) из Национального центра радиоастрофизики — Института фундаментальных исследований Тата (Индия) с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» наблюдала древний объект под названием A2744-GDSp-z4 — относительно большую и массивную спиральную галактику. Детально рассмотреть структуру ученые смогли благодаря данным, полученным в рамках программ UNCOVER и Medium band Mega Science.

Результаты показали, что диаметр «спирального гиганта» составляет приблизительно 10 килопарсек (32 600 световых лет), а масса звездного населения примерно равна 14 миллиардам солнечных масс. Скорость звездообразования в A2744-GDSp-z4 тоже чрезвычайно высока (около 58 солнечных масс в год) и сопоставима с современными спиральными галактиками. Более того, примерно половина светил в древней галактике сформировались всего за несколько сотен миллионов лет.

Особое внимание авторы исследования обратили на распределения света по галактике в виде двух четко оформленных спиральных рукавов: в ультрафиолетовом диапазоне наблюдались так называемые бусы на нитке — цепочки регионов активного звездообразования. По мере перехода к более длинноволновому оптическому диапазону рукава становились более гладкими и напоминали классические спиральные структуры.

Анализ также выявил присутствие ионизированного газа, который стимулирует активное звездообразование. В частности, в одном из южных регионов диска зафиксировали особо интенсивное свечение, указывающее на мощный звездный «питомник».

Открытие A2744-GDSp-z4 ставит под сомнение представления об обитателях ранней Вселенной и бросает вызов устоявшимся моделям формирования галактик. Дальнейшие наблюдения позволят понять, как именно у галактики образовался большой вытянутый диск диаметром около 32 600 световых лет и в какой момент возникли спиральные рукава. Для сравнения: видимая часть диска галактики Млечный Путь составляет приблизительно 100 тысяч световых лет.