Астрономія
Астрономія

Рання галактика виявилася неочікувано розвинутою

Астрономи встановили, що галактика ALESS 073.1, яка існувала, коли вік Всесвіту становив лише 1,2 мільярдів років, мала неочікувано розвинену структуру: масивний балдж та диск, що регулярно обертається. Відповідна стаття надрукована у журналі Science.

Cardiff University

Cardiff University

Як формуються галактики?

Згідно із стандартною космологічною моделлю, галактики формуються всередині гало темної матерії, коли первинний газ охолоджується, колапсує і починає утворювати зірки. На початку існування Всесвіту, коли його вік складав лише 10% від поточного (червоний зсув z = 5), галактики накопичували газ із космічної павутини. У результаті в них відбувалися бурхливі спалахи зореутворення та зростання надмасивних чорних дір. Наднові та активні ядра галактик, які утворювалися внаслідок цього, сприяли масивним відтокам газу. Очікується, що балджі (сфероїдальні зоряні структури в центральних частинах масивних галактик), формувалися або після злиття двох галактик з подібною масою, або за допомогою звичайних динамічних процесів у зоряному диску.

Що досліджували вчені?

За допомогою комплексу ALMA астрономи дослідили галактику ALESS 073.1, значення червоного зсуву для якої дорівнює z = 4.75. Вона існувала, коли вік Всесвіту становив лише 1,2 мільярди років. Висока яскравість її інфрачервоного світла свідчить про зореутворення зі швидкістю близько тисячі сонячних мас зірок на рік. Крім того, тут присутнє активне ядро галактики, сховане за шаром пилу. Такі екстремальні властивості свідчать про те, що галактика може переживати масивний відток газу. Попередні спостереження виявили у ALESS 073.1 диск, що обертається, але просторової роздільної здатності було недостатньо для визначення його детальних властивостей.

Про що вони дізналися?

Дослідники побачили розігрітий процесами зореутворення пил та холодний газ всередині галактики. Виявилося, що її диск регулярно обертається, а некругові рухи всередині диска незначні, хоча для такого раннього Всесвіту очікуються більш хаотичні диски. Крім того, у ALESS 073.1 вже присутній балдж. Таким чином, галактика або вже пережила злиття у більш ранні епохи, або отримала цей елемент внаслідок зореутворення всередині відтоку газу, керованого активним ядром галактики. Отже, навіть у Всесвіті віком менше 10% від його поточного зароджувалися диски галактик із балджами, які регулярно оберталися. Утворення масивних галактик та їхніх центральних елементів має бути швидким та ефективним процесом.

червоний зсув
Явище, при якому електромагнітні хвилі випромінювання віддалених об’єктів збільшують свою довжину через прискорене розширення Всесвіту. Чим більше це значення, тим більш віддалений у просторі та часі об’єкт.