Ранняя Вселенная продолжает преподносить сюрпризы, и последние наблюдения за молодыми галактиками не являются исключением. Астрономы обнаружили удивительно похожую на Млечный Путь галактику, существовавшую более 13 миллиардов лет назад. Это было время, когда Вселенная была еще в зачаточном состоянии, а галактики еще находились на ранней стадии своего формирования. Хорошо сформированная система в такой ранней истории является своего рода сюрпризом.
Недавно открытая галактика получила название REBELS-25. Он был обнаружен в рамках исследования ярких эмиссионных линий эпохи реионизации (REBELS) с использованием Большой миллиметровой решетки Атакамы (ALMA) в Чили. Идея исследования — поиск и измерение ранних галактик.
REBELS-24 — это массивная дискообразная галактика со структурами, похожими на спиральные рукава. Это очень похоже на нашу Галактику Млечный Путь. Ему более 13 миллиардов лет, и потребовались миллиарды лет, чтобы развиться до его нынешней формы. Как и REBELS-25, Млечный Путь возник как комковатая, неорганизованная протогалактика вскоре после возникновения Вселенной. Она слилась с другими протогалактиками и приняла красивую спиральную форму. Похоже, что в ней активно формируются звезды, и она невероятно массивна для такой молодой галактики.
Ранние спирали не новы
Итак, REBELS-25 поднимает большой вопрос: почему он такой массивный и хорошо развитый в то время, когда младенческий Млечный Путь все еще был скоплением? Именно над этим работают астрономы. «Согласно нашему пониманию формирования галактик, мы ожидаем, что большинство ранних галактик будут маленькими и беспорядочными на вид», — сказала Жаклин Ходж, астроном из Лейденского университета в Нидерландах. Тот факт, что REBELS-25 выглядит настолько «современно» спустя менее миллиарда лет, в некотором смысле восстает против общепринятых теорий о формировании и эволюции галактик.
Это не первый случай, когда астрономические наблюдения обнаруживают ранние спирали. Наблюдения JWST показывают, что, возможно, треть ранних галактик уже представляют собой спирали в молодой Вселенной. Научное исследование раннего выпуска космической эволюции (CEERS) обнаружило многие из них в первые 700 миллионов лет космической истории. Таким образом, обнаружение того, что около 13 миллиардов лет назад этот объект выглядел почти «современным», только усугубляет загадку их образования.
REBELS-25 была обнаружена в наблюдениях ALMA, что также дало намек на то, что у нее есть вращающийся диск. Ряд последующих наблюдений подтвердил вращение этой галактики и ее структур спиральных рукавов. Кроме того, данные ALMA обнаружили намеки на наличие центральной перемычки (точно такой же, как в нашей галактике Млечный Путь). «ALMA — единственный существующий телескоп с такой чувствительностью и разрешением, позволяющими добиться этого», — сказал Ренске Смит, исследователь из Ливерпульского университета Джона Мурса в Великобритании и член команды, работавшей над этим открытием.
Удивительно, но данные ALMA также намекают на более развитые особенности, подобные тем, что есть у Млечного Пути. Похоже, что в REBELS0-25 есть центральная вытянутая полоса и даже спиральные рукава. «Наблюдение галактики, столь похожей на наш Млечный Путь, в которой сильно доминирует вращение, бросает вызов нашему пониманию того, как быстро галактики в ранней Вселенной эволюционируют в упорядоченные галактики сегодняшнего космоса», — сказала Люси Роуленд, докторант из Лейдена. Университет, который руководил исследованием REBELS-25. «Нахождение дополнительных свидетельств более развитых структур было бы захватывающим открытием, поскольку это была бы самая далекая галактика с такими структурами, наблюдавшимися на сегодняшний день».
Что это означает для эволюции галактики?
По мере того, как астрономы откроют больше таких хорошо развитых галактик в ранней Вселенной, им придется скорректировать рабочую модель галактического рождения и эволюции. В этой модели молодые галактики представляют собой скопления звезд и газа, которые объединяются в результате столкновений и каннибализма, образуя более крупные галактики. Обычно это время считается беспорядочным и неспокойным в космической истории. Младенческие галактики сталкивались и росли. Они объединили звезды и газы, чтобы создать более крупные структуры. Со временем они начинают вращаться, что также влияет на формирование структур внутри галактики. Дальнейшие столкновения увеличивают массу галактики, а также стимулируют всплески звездообразования. На все это уйдут миллиарды лет. По крайней мере, так всегда думали астрономы.
REBELS-25 и другие ранние спирали бросают вызов этой общей модели. Во-первых, REBELS-25 выглядит как галактика, которая развивается ускоренными темпами. По сравнению с тяжеловесной эволюцией Млечного Пути, длившейся миллиарды лет, REBELS-25 движется с варп-скоростью. Это означает, что что-то ускоряет это ускорение. Сейчас важнее всего будет объяснить его продвинутую эволюцию в очень молодом возрасте.
Программа REBELS должна помочь астрономам лучше понять происходящие процессы всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Этот обзор предоставит достаточно большие объемы данных о галактиках большой массы в ранней Вселенной. Эти образцы должны позволить астрономам проводить целенаправленные исследования большего количества галактик с использованием как ALMA, так и JWST. Обе обсерватории достаточно мощны, чтобы дать детальное представление об отдельных галактиках в те самые ранние эпохи космической истории.
Для получения дополнительной информации
Космическая странность: найдена самая далекая галактика с вращающимся диском (PR)
Космическая странность: найдена самая далекая галактика с вращающимся диском (статья)
О РЕБЕЛАХ
