В ранней Вселенной обнаружена загадочная галактика, похожая на Млечный Путь

Давным-давно, когда Вселенной было всего два миллиарда лет, существовала галактика, очень похожая на нашу. И астрономы не совсем понимают, что с этим делать.

Далекое образование, известное как «ceers-2112», было недавно идентифицировано международной группой исследователей с помощью анализа изображений, полученных с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST).

Хотя первоначальный просмотр изображений не выявил ничего, кроме туманного пятна, дальнейшее исследование с использованием диапазона длин волн, добавленного Хабблом, показало, чем была древняя система – сложная спиральная структура с перемычкой, подобная Млечному Пути, но несколько меньше (спиральные галактики с перемычкой — это спиральные галактики с перемычкой («баром») из ярких звезд, выходящей из центра и пересекающей галактику посередине).

Галактики бывают самых разных форм, размеров и светимости, которые отражают их эволюционную историю. Некоторые из них большие и выпуклые, некоторые маленькие и неправильные, некоторые гигантские и вытянутые.

А есть такие, как наша, которые вращаются, со звездами и газом, сконцентрированными в расходящихся линиях, которые изгибаются, как космические ленты, тянущиеся от центра.

Хотя на форму галактики влияет множество факторов, долгое время считалось, что сложные формы требуют времени. Как правило, считается, что спиральные галактики с перемычкой, такие как Млечный Путь, не существовали раньше, чем около 8 миллиардов лет назад.

Тем не менее, измерение растянутого света ceers-2112 позволяет предположить, что всего через 2 миллиарда лет после Большого взрыва она была довольно зрелой.

Хотя галактика все еще слишком тусклая, чтобы рассмотреть детали ее спиральных рукавов, обнаружения утолщенной перемычки в ее центре достаточно, чтобы убедить астрономов, что ceers-2112 удивительно хорошо развита для своего возраста.

«Почти все перемычки находятся в спиральных галактиках», — говорит Александр де ла Вега, астроном из Калифорнийского университета в Риверсайде. «Перемычка 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».

Галактики представляют собой обширные скопления пыли и газа, которые собираются вместе под действием силы тяжести. Некоторая часть этой гравитации обеспечивается самими скоплениями, а значительная часть, как полагают, является результатом воздействия темной материи.

Там, где в каком-либо одном месте скапливается достаточное количество материала, может вспыхнуть ядерный синтез, дающий нам звезды. Между тем, сумма инерции, содержащаяся в клубящейся пыли и приближающихся звездах, может заставить молодую галактику вращаться.

Сочетание сил – в виде углового момента, гравитационного притяжения и инерции падающих масс – может в конечном итоге сплющить галактический сгусток в форму диска. Поскольку некоторые звезды движутся по менее круговым траекториям, чем другие, отклонения на орбитах могут медленно увеличиваться, влияя на другие звездные пути и формируя отчетливые паттерны, которые мы видим в виде полос.

В свою очередь, структуры, подобные перемычкам или близлежащим галактикам, могут оказывать свое влияние на распределение объектов в галактике, создавая обширную рябь, которая создается по мере вращения галактики и выглядит как спираль.

Как предполагается, формирование галактики должно требовать постоянных сил, действующих в течение длительных периодов времени. Тем не менее, открытие ceers-2112 может означать переосмысление того, что именно требуется для превращения туманного пятна в величественный вихрь.

«В прошлом, когда Вселенная была очень молодой, галактики были нестабильными и хаотичными. Считалось, что полосы не могли образовываться или долго сохраняться в галактиках ранней Вселенной», — говорят ученые.

Это открытие присоединяется к множеству недавних неожиданных открытий, касающихся условий ранней Вселенной, галактик, которые светятся слишком ярко, или огромных черных дыр, которые растут слишком быстро.

Поскольку JWST продолжает предоставлять потрясающие изображения вселенной, мы, без сомнения, узнаем не только о том, как появились галактики, подобные ceers-2112, но и о том, как наша собственная галактика стала выглядеть так, как она выглядит сегодня.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.