Ранняя Вселенная удивила астрономов зрелыми галактическими структурами

Астрономы из Даремского университета под руководством Зои Ле Конт с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб впервые обнаружили плотный звездный диск в центре галактики, существовавшей уже через 4,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Это самая далекая из когда-либо найденных компактных структур активного звездообразования. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Представьте себе, что мы заглядываем в прошлое настолько далеко, что видим галактику не такой, как сейчас, а такой, какой она была более 9 миллиардов лет назад. Именно это удалось сделать команде ученых, использовавшим невероятную чувствительность телескопа Джеймс Уэбб. В центре далекой звездной системы они разглядели не просто скопление звезд, а аккуратно организованную вращающуюся структуру, так называемый ядерный диск. Это плотное образование, в котором рождаются новые солнца, по своим свойствам напоминает диски, которые мы наблюдаем в зрелых галактиках неподалеку от Млечного Пути. Однако до сих пор считалось, что такие сложные «внутренние механизмы» появляются гораздо позже в жизни галактик.

Главная неожиданность заключается в том, что этот компактный диск, судя по всему, сформирован не случайно, а благодаря гигантской звездной перемычке, длинной стержнеобразной структуре, пересекающей всю галактику. В современных спиральных галактиках подобные перемычки работают как настоящие конвейеры: они перегоняют газ и звездное вещество из внешних областей в центр, подпитывая рождение новых звезд и постепенно наращивая ядро. Раньше астрономы знали, что такие стержни могут возникать довольно рано, но прямых свидетельств того, что они уже в те далекие времена активно перестраивали галактики изнутри, не было. Теперь такое доказательство появилось.

Это открытие заставляет пересмотреть привычную картину эволюции галактик во Вселенной. Вместо медленного и постепенного созревания галактик оказывается, что уже через несколько миллиардов лет после Большого взрыва они обладали удивительно зрелыми чертами.

Обнаруженный диск не только активно рождает звезды, но и демонстрирует признаки организованного роста: он компактен, богат молодыми солнцами и явно следует тем же эволюционным правилам, что и его далекие «взрослые» соседи в современном космосе. Это значит, что многие ключевые процессы, которые ученые считали поздними, на самом деле запускались значительно раньше.

Помимо самой истории звездообразования, это исследование дает важные подсказки относительно роста сверхмассивных черных дыр. Ведь ядерные диски служат природными резервуарами газа, который со временем может попадать в самый центр и питать черную дыру. Понимание того, как эти диски формировались в ранней Вселенной, помогает объяснить, почему черные дыры в центрах галактик достигли таких огромных размеров в период пика космической активности.

В ближайших планах ученых продолжить наблюдения за этой уникальной галактикой, чтобы измерить скорости движения звезд и газа внутри нее. Это позволит точно проверить, насколько эффективно звездная перемычка переправляет вещество к центру и как именно возникает подобный диск.

В результате астрономы доказали, что уже через 4,5 миллиарда лет после рождения Вселенной в центрах далеких галактик существовали плотные звездные диски, сформированные при помощи массивных перемычек. Это означает, что галактики эволюционировали гораздо быстрее и были структурно сложнее, чем считалось ранее, а значит, ключевые механизмы их роста работали уже в раннем космосе, влияя в том числе на формирование черных дыр.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях