Художественное изображение спиральной галактики с перемычкой Ceers-2112, наблюдавшейся в ранней Вселенной. Земля отражается в призрачном пузыре, окружающем галактику, что напоминает связь между Млечным Путем и звездой-2112. Фото: Лука Константин/CAB/CSIC-INTA
С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба международная группа, в которую входит астроном Александр де ла Вега из Калифорнийского университета в Риверсайде, обнаружила самую далекую спиральную галактику с перемычкой, похожую на Млечный Путь, которая наблюдалась до сих пор.
До сих пор считалось, что спиральные галактики с перемычкой, такие как Млечный Путь, невозможно наблюдать до тех пор, пока Вселенная, возраст которой оценивается в 13,8 миллиардов лет, не достигнет половины своего нынешнего возраста.
Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature, было проведено учеными из Центра астробиологии в Испании.
«Эта галактика, названная ceers-2112, образовалась вскоре после Большого взрыва», — сказал соавтор де ла Вега, научный сотрудник факультета физики и астрономии. «Обнаружение ceers-2112 показывает, что галактики в ранней Вселенной могли быть такими же упорядоченными, как Млечный Путь. Это удивительно, потому что в ранней Вселенной галактики были гораздо более хаотичными, и очень немногие из них имели структуру, похожую на Млечный Путь».
В центре Ceers-2112 есть бар. Де ла Вега объяснил, что галактическая перемычка — это структура, состоящая из звезд внутри галактик. Галактические батончики напоминают батончики в нашей повседневной жизни, например, шоколадный батончик. По его словам, перемычки можно найти и в неспиральных галактиках, но они очень редки.
«Почти все перемычки встречаются в спиральных галактиках», — сказал де ла Вега, который присоединился к UCR в прошлом году после получения докторской степени по астрономии в Университете Джона Хопкинса. «Полоска в ceers-2112 предполагает, что галактики созрели и стали упорядоченными гораздо быстрее, чем мы думали ранее, а это означает, что некоторые аспекты наших теорий формирования и эволюции галактик нуждаются в пересмотре».
Раньше астрономы понимали эволюцию галактик так, что галактикам потребовалось несколько миллиардов лет, чтобы стать достаточно упорядоченными и образовать перемычки.
«Открытие ceers-2112 показывает, что это может произойти лишь за долю этого времени, примерно за один миллиард лет или меньше», — сказал де ла Вега.
По его словам, считается, что галактические перемычки образуются в спиральных галактиках со звездами, которые вращаются упорядоченным образом, как это происходит в Млечном Пути.
«В таких галактиках бары могут образовываться спонтанно из-за нестабильности спиральной структуры или гравитационного воздействия соседней галактики», — сказал де ла Вега. «В прошлом, когда Вселенная была очень молодой, галактики были нестабильными и хаотичными. Считалось, что полосы не могли образовываться или существовать долго в галактиках ранней Вселенной».
Ожидается, что открытие Ceers-2112 изменит как минимум два аспекта астрономии.
«Во-первых, теоретические модели формирования и эволюции галактик должны будут учитывать тот факт, что некоторые галактики становятся достаточно стабильными, чтобы на очень ранних этапах истории Вселенной иметь перемычки», — сказал де ла Вега. «В этих моделях, возможно, потребуется скорректировать количество темной материи, составляющей галактики в ранней Вселенной, поскольку считается, что темная материя влияет на скорость образования полос. Во-вторых, открытие ceers-2112 демонстрирует, что такие структуры, как полосы, можно обнаружить, когда Вселенная была очень молодой. Это важно, потому что галактики в далеком прошлом были меньше, чем сейчас, что затрудняет поиск баров. Открытие ceers-2112 открывает путь к открытию большего количества баров в молодой Вселенной».
Доктор де ла Вега помог исследовательской группе, оценив красное смещение и свойства ceers-2112. Он также внес свой вклад в интерпретацию измерений.
«Красное смещение — это наблюдаемое свойство галактики, которое указывает, насколько далеко она находится и как далеко во времени можно увидеть галактику, что является следствием конечной скорости света», — сказал он.
Что больше всего удивило де ла Вегу в открытии ceers-2112, так это то, насколько хорошо можно было ограничить свойства его бруска.
«Изначально я думал, что обнаружение и оценка свойств полос в галактиках, таких как ceers-2112, будет сопряжено с неопределенностями измерений», — сказал он. «Но мощь космического телескопа Джеймса Уэбба и опыт нашей исследовательской группы помогли нам наложить строгие ограничения на размер и форму стержня».
Информация от: Калифорнийским университетом в Риверсайде.
