Если бы мы могли путешествовать далеко за пределы нашей галактики и оглядываться назад на Млечный Путь, это было бы великолепное зрелище. Светящиеся спирали, простирающиеся от центрального ядра, с пылью и туманностями, разбросанными по краям спирали. Когда вы думаете о галактике, вы, вероятно, представляете себе спиральную галактику, подобную Млечному Пути, но спирали составляют лишь около 60% галактик, которые мы видим. Это потому, что спиральные галактики образуются только тогда, когда меньшие галактики сталкиваются и с течением времени сливаются. По крайней мере, мы так думали, поскольку новое исследование показывает, что это не так.
Стандартная модель галактик заключается в том, что они развиваются с течением времени. Галактики сформировались из огромных облаков первичного водорода и гелия и поэтому, вероятно, вначале имели довольно аморфную структуру. Учитывая плотность ранней Вселенной, галактические столкновения и слияния были обычным явлением, что придавало галактикам их вращение и заставляло их образовывать диски и спирали. Все это требует времени, поэтому мы ожидаем, что спиральные галактики будут довольно распространены в локальной Вселенной, но редки в ранней Вселенной.
В этой новой работе использовались данные Научного обзора раннего выпуска космической эволюции (CEERS), собранные космическим телескопом Джеймса Уэбба. Команда идентифицировала 873 галактики с массой более 10 миллиардов солнечных с красным смещением от z = 0,5 до z = 4. Возраст галактик с этим красным смещением составляет от 5 до 12 миллиардов лет, поэтому они охватывают диапазон от ранних галактик до современных.
Из этих галактик 216 были классифицированы как спирали. Авторы постарались отметить, что некоторые из них могут объединять галактики, которые были неправильно классифицированы, но даже тогда 108 галактик были единогласно классифицированы оценщиками как спирали. Когда команда упорядочила их по красному смещению, они обнаружили, что, хотя доля спиралей уменьшалась по мере продвижения в прошлое, доля спиралей с красным смещением выше z = 3 была намного выше, чем ожидалось. Когда команда откалибровала наблюдения, они обнаружили, что около пятой части галактик с z = 3 являются спиральными галактиками. Эти очень ранние галактики должны были стать спиралями менее чем через два миллиарда лет после Большого взрыва, а это означает, что у слияний и столкновений было мало времени, чтобы стать причиной.
Другими словами, многие галактики превратились в дискообразные спирали довольно рано во Вселенной. Таким образом, хотя столкновения и слияния действительно играют роль в формировании спиральных галактик, вероятно, в игру вступают и другие факторы. На данный момент неясно, что это за факторы. Используя будущие данные JWST, команда надеется определить, как развиваются эти ранние галактики и почему спиральные галактики существуют так долго.
Ссылка: Кун, Вики и др. «JWST показывает удивительно высокую долю спиральных галактик — 0,5? з ? 4». Препринт arXiv arXiv:2312.12389 (2023).
