Изображения того, что, по мнению исследователей, представляют собой удлиненные эллипсоидные (т.е. имеющие форму хлебных палочек) галактики, были получены с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. Слово «верить» отражает тот факт, что некоторые галактики могут иметь форму диска (например, пирога с пиццей), если смотреть сбоку. Авторы и права: Вирадж Пандия и др.
Исследователи из Колумбии, анализируя изображения, полученные космическим телескопом Джеймса Уэбба НАСА, обнаружили, что галактики в ранней Вселенной часто были плоскими и вытянутыми, как хлебные палочки, и редко круглыми, как шарики из теста для пиццы.
«Примерно от 50 до 80% галактик, которые мы изучали, кажутся сплюснутыми в двух измерениях», — объяснил Вирадж Пандья, научный сотрудник НАСА «Хаббл» в Колумбийском университете и ведущий автор новой статьи, которая должна появиться в «Астрофизическом журнале», в которой излагаются результаты. . В настоящее время статья опубликована на сервере препринтов arXiv.
«Галактики, похожие на длинные тонкие хлебные палочки, по-видимому, были очень распространены в ранней Вселенной, что удивительно, поскольку они необычны среди галактик в современной Вселенной».
Команда сосредоточилась на обширном поле изображений в ближнем инфракрасном диапазоне, предоставленных Уэббом, известном как Исследование ранней науки о космической эволюции (CEERS), выделив галактики, которые, по оценкам, существовали, когда Вселенной было от 600 миллионов до 6 миллиардов лет.
В то время как большинство далеких галактик выглядят как хлебные палочки, другие имеют форму пирожков для пиццы и шариков из теста для пиццы. «Шарики теста для пиццы», или галактики сферической формы, по-видимому, являются самым маленьким типом галактик и также реже всего идентифицируются. Было обнаружено, что галактики в форме пирога-пиццы по размеру по своей самой длинной оси такие же большие, как галактики в форме хлебных палочек. «Они более распространены в соседней Вселенной, которая из-за продолжающегося расширения Вселенной состоит из более старых и зрелых галактик».
В какую категорию попала бы наша галактика Млечный Путь, если бы мы могли повернуть время назад на миллиарды лет? «Мы предполагаем, что это могло быть больше похоже на хлебную палочку», — сказал соавтор Хаовэнь Чжан, доктор философии. кандидат Университета Аризоны в Тусоне. Эта гипотеза частично основана на новых доказательствах Уэбба: теоретики «перевели время вспять», чтобы оценить массу Млечного Пути миллиарды лет назад, что предполагает его вероятную форму хлебной палочки в далеком прошлом.
Эти далекие галактики также гораздо менее массивны, чем близлежащие спиральные и эллиптические галактики — они являются предшественниками более массивных галактик, подобных нашей. «В ранней Вселенной у галактик было гораздо меньше времени для роста», — сказал Картейк Айер, соавтор и научный сотрудник НАСА «Хаббл», также работающий в Колумбийском университете.
«Определение дополнительных категорий ранних галактик является захватывающим занятием — теперь нам предстоит многое проанализировать. Теперь мы можем изучить, как формы галактик связаны с тем, как они выглядят, и лучше спрогнозировать, как они сформировались, гораздо более подробно».
«Хаббл», космический телескоп, запущенный в 1990 году и собирающий данные по сей день, «давно показывал избыток вытянутых галактик», — объяснил соавтор Марк Уэртас-Компани, научный сотрудник Института астрофизики на Канарских островах. Но исследователи все еще задавались вопросом: будут ли дополнительные детали лучше видны благодаря чувствительности к инфракрасному свету, которую имеет телескоп Уэбба, запущенный в 2021 году?
«Уэбб подтвердил, что Хаббл не упустил никаких дополнительных особенностей в галактиках, которые они оба наблюдали. Кроме того, Уэбб показал нам еще много далеких галактик похожей формы, причем все в мельчайших подробностях», — сообщила компания Huertas-Company.
Один вопрос, конечно, заключается в том, почему ранние галактики имели тенденцию быть такими сплюснутыми и вытянутыми. Одна из гипотез, объяснил Пандья, заключается в том, что ранняя Вселенная могла быть заполнена нитями темной материи, которые образовывали своего рода «скелетный фон» или «космическую магистраль», по которой по ней двигался газ и звезды. Эти волокна все еще существуют, но по мере расширения Вселенной они стали гораздо более рассеянными, поэтому они с меньшей вероятностью будут способствовать образованию галактик в форме хлебных палочек.
Образцы форм далеких галактик, идентифицированные в ходе исследования космической эволюции космического телескопа Джеймса Уэбба (CEERS). Авторы и права: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, Стив Финкельштейн (Юта Остин), Микаэла Бэгли (Юта Остин), Ребекка Ларсон (Юта Остин)
Статья называется «Галактики превращаются в бананы» — еще одна аналогия с едой, которая пришла в голову авторам, когда они посмотрели на свои данные. Когда авторы построили график соотношений сторон галактик в зависимости от длины их самой длинной оси, они обнаружили, что полученные диаграммы отчетливо напоминали бананы, форма которых отражает их форму вытянутого эллипсоида (то есть хлебной палочки).
«Бананы — это еще один способ сказать, что эти вытянутые по своей сути галактики, по-видимому, были доминирующими в первые 4 миллиарда лет существования Вселенной», — сказал Пандья.
В наших знаниях все еще есть пробелы. Исследователям не только понадобится еще больший размер выборки от Уэбба для дальнейшего уточнения свойств и точного местоположения далеких галактик, но им также придется потратить достаточно времени на настройку и обновление своих моделей, чтобы лучше отражать точную геометрию далеких галактик.
«Это первые результаты», — сказала соавтор Элизабет МакГрат, доцент Колби-колледжа в Уотервилле, штат Мэн. «Нам нужно глубже углубиться в данные, чтобы понять, что происходит, но мы очень воодушевлены этими ранними тенденциями».
Информация от: Колумбийским университетом
