Галактика з початку Всесвіту, яка була несподіваною

Астрономи дослідницької групи, що працюють над даними радіоінтерферометра Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), помітили надзвичайно далеку галактику (з раннього Всесвіту), яка при більш детальному огляді виявилася напрочуд схожою на Чумацький Шлях. Несподіваний предмет бачив у оці "гравітаційну лінзу", утворену від скупчення речовини, зосередженої на осі спостереження — між стародавньою галактикою та приймачами Землі. Після реконструкції його зображення вчені зрозуміли, що вони бачать найвіддаленіших "двоюрідних братів" Чумацького Шляху, відомих досі.

Галактика настільки далека, що її світло займає 12 мільярдів років, щоб досягти Землі: ми бачимо її на етапі, коли Всесвіт знаходився лише в межах 1-1,5 мільярда років. Об'єкт напрочуд не хаотичний, всупереч попереднім твердженням, що всі галактики в ранньому Всесвіті були бурхливими та нестабільними. Таким чином, відкриття кидає виклик розумінню того, як утворюються галактики, і пропонує нове розуміння минулого Всесвіту.

"Результат — це прорив у галузі утворення галактик. Це показує, що структури, які ми спостерігаємо в сусідніх спіральних галактиках, і наш Чумацький Шлях вже існували 12 мільярдів років тому", — сказала Франческа Ріццо, докторант Інституту астрофізики Макса Планка в Німеччині, який вона очолила дослідження — вже опубліковані в періодиці Природа. У той час як досліджувана галактика, позначена SPT0418-47, не демонструє існування спіральних озброєнь, вона має принаймні дві інші типові риси Чумацького Шляху: обертовий диск і галактичний вибух (велика група зірок, щільно укладених навколо центру галактики). Це вперше помічена галактична вибух у ранній історії Всесвіту, що робить SPT0418-47 найвіддаленішою галактикою, подібною до Чумацького Шляху.

"Було великою несподіванкою виявити, що ця галактика насправді досить схожа на сусідні галактики, всупереч усім очікуванням моделей та більш раннім, менш точним спостереженням", — каже співавтор Філіппо Фратерналі з Каптейнського астрономічного інституту, Університет Гронінген у Нідерландах. У ранньому Всесвіті молоді галактики ще формувались, тому дослідники очікували, що ці об’єкти будуть хаотичними, не вистачаючи важливих структур, характерних для більш зрілих галактик, таких як Чумацький Шлях.

Вивчення віддалених галактик, таких як SPT0418-47, має вирішальне значення для нашого розуміння того, як галактики формувалися та еволюціонували. Ця галактика настільки далека від нас, що ми бачимо її на етапі, коли Всесвіт, ймовірно, становив лише 10% від свого теперішнього віку, оскільки світло від об'єкта займає 12 мільярдів років, щоб досягти Землі. Вивчаючи цю галактику, ми повертаємося у часі до того часу, коли «дитячі» галактики тільки починали розвиватися.

Через таку величезну відстань детальні спостереження — навіть із найпотужнішими телескопами — майже неможливі, оскільки ці галактики занадто малі та слабкі. Команда вчених подолала цю перешкоду, використовуючи сусідню галактику в якості потужного лупи — ефект, відомий як "гравітаційне лінзування" — який дозволив ALMA (радіоінтерферометр, партнерами по розробці та експлуатації якого є Європейська південна обсерваторія — ESO) бачити далеке минуле у небачених деталях. Цей ефект виникає, коли гравітаційний тяг із сусідньої галактики порушує і відгинає світло від далекої галактики, роблячи його спотвореним і розширеним.

Гранітаційно віддалена галактика, що здається, є майже ідеальним кільцем світла навколо ближчої галактики, завдяки майже вирівнюванню. Дослідницька група реконструювала справжню форму далекої галактики та її рух газу з даних ALMA за допомогою нової методики комп'ютерного моделювання. "Перший раз, коли я побачив реконструйовану картину SPT0418-47, я не міг повірити: скарбниця відкрилася", — коментує Ріццо.

зображення
Зображення галактики SPT0418-47, спотворене гравітаційним лінзуванням. Рис. ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Rizzo та ін. [Eso.org]

"Те, що ми знайшли, є надзвичайно дивним: незважаючи на швидке утворення зірок і, таким чином, є місцем високоенергетичних процесів, SPT0418-47 є найбільш упорядкованим галактичним диском, який коли-небудь бачив у Всесвіті", — сказав співавтор Саймон Вегетті, також з Інституту астрофізики Макса Планка . "Цей результат є досить несподіваним і має важливе значення для нашого мислення щодо еволюції галактики". Однак астрономи зазначають, що хоча SPT0418-47 має диск та інші особливості, схожі на спіральні галактики, які ми бачимо сьогодні, вони очікують, що він перетвориться в галактику, дуже відмінну від Чумацького Шляху, і приєднається до класу еліптичних галактик, іншого типу галактик, які поряд із спіральними галактиками нині населяють Всесвіт.

Відкриття говорить про те, що ранній Всесвіт може бути не таким хаотичним, як вважали, і викликає багато питань про те, як добре впорядкована галактика могла сформуватися так скоро після Великого вибуху. Відкриття ALMA — це ще одне після того, як в травні було оголошено про масивний обертовий диск, який видно на подібній відстані. SPT0418-47, однак, видно більш докладно завдяки лінзивному ефекту, а крім того, диск також має потовщення, що робить його ще більш схожим на сьогоднішній Чумацький Шлях, ніж попередній корпус.

Подальші дослідження, включаючи Екстремальний великий телескоп (побудований ESO), спробують побачити, наскільки насправді ці дискові галактики "немовляти" насправді і чи є вони взагалі менш хаотичними, ніж прогнозували, відкривши для астрономів новий шлях до виявлення того, як розвиваються галактики.

Джерело: ESO

Facebook Comments