Ученые идентифицировали древнейшую известную спиральную туманность, напоминающую нашу Галактику

Новости МирТесен

Инфракрасный телескоп «Джеймс Уэбб» зафиксировал существование древнейшей на текущий момент спиральной галактики с перемычкой. Её строение во многом напоминает наш Млечный Путь, однако она сформировалась в эпоху, когда возраст Вселенной составлял всего два миллиарда лет. Это свидетельствует о том, что подобные структуры начали появляться значительно раньше предполагаемого срока.

Примерно две трети всехБольшинство спиральных галактик (около 60% всех наблюдаемых во Вселенной), включая наш Млечный Путь, характеризуются наличием перемычки – протяженной вытянутой области с большим количеством молодых звёзд в центре. Спиральные рукава этих галактик сильно изогнуты и отходят от концов перемычек, тогда как у обычных спиральных галактик они начинаются непосредственно из центра.

Согласно моделям формирования и эволюции галактик, спиральные структуры с перемычкой, а также галактики без перемычек начали формироваться лишь около четырех миллиардов лет после Большого взрыва. Ученые полагают, в ранней Вселенной галактики, подобные Млечному Пути, встречаются крайне редко. Они слишком «хрупки», чтобы выдержать слияния с другими галактиками. В те времена подобные «космические столкновения» были обычным делом.

Сотрудники Испанского астробиологического центра во главе с Лукой Костантини идентифицировали, используя информацию, полученную космическим телескопом «Джеймс Уэбб», древнейшую на текущий момент галактику со структурой перемычки. Специалисты подчеркнули, что к моменту достижения Вселенной возраста в два миллиарда лет этот объект уже достиг определенного уровня развития и демонстрирует сходство с нашей Галактикой Млечный Путь. Ранние научные результаты исследования космической эволюции (CEERS), которые «Джеймс Уэбб» зафиксировал в июне 2022 года. Полученные данные, опубликованы в журнале Nature.

Новый объект назвали ceers-2112. Его масса равна 3.9 × 10⁹ солнечных масс. Согласно моделям, галактика должна была достичь размеров Млечного Пути приблизительно через четыре миллиарда лет после Большого взрыва, а первый холодный звездный диск в ceers-2112 мог образоваться более 12 миллиардов лет назад.

«Если бы путешествия во времени были возможны, мы бы с большой вероятностью увидели, что Млечный Путь выглядел как ceers-2112», — пояснил Костантини.

Согласно результатам исследования, продолжение наблюдений за этими объектами может способствовать совершенствованию моделей формирования галактик и прояснить процессы эволюции Млечного Пути и других галактик со структурой перемычки на ранних этапах развития Вселенной.

Отметим, что чуть раньше в Astrophysical Journal вышла работа других ученых из Манчестерского университета (Великобритания) и Университета Виктории (Канада), в которой астрономы рассказали о типе галактик, доминирующем в ранней Вселенной. В своем исследовании команда использовала тот же набор данных ( CEERS), что и их испанские коллеги.

Согласно исследованиям специалистов, спиральные галактики (как с перемычкой, так и без нее), известные также как дисковые галактики, стали преобладающими во Вселенной уже через один-два миллиарда лет после Большого взрыва. Ранее предполагалось, что в ранние эпохи развития Вселенной наиболее распространены были неправильные и пекулярные галактики. Такие галактики характеризуются выраженными индивидуальными особенностями, что затрудняет их классификацию.

Используя данные, полученные телескопом «Джеймс Уэбб», астрономы провели исследование 3956 галактик. Сначала ученые проанализировали каждый объект, оценив его внешний вид, и затем распределили их по шести категориям. Окончательная таблица классификации галактик выглядела следующим образом:

1. Дисковые галактики — 1672 (или около 42 процентов);

Второе место занимают галактики сфероидальной формы – 553 единицы, что составляет приблизительно четырнадцать процентов от общего числа;

3. Пекулярные галактики — 1100 (или примерно 27 процентов);

4. Неопределенные источники — 428 (или около 10 процентов);

интенсивные источники составляют 55 случаев, что приблизительно равно одному проценту);

Шестая категория включает галактики, классификация которых оказалась затруднительной – таких объектов выявлено 148, что составляет около четырех процентов.

Затем ученые приступили к изучению галактик, основываясь на их морфологических характеристиках. В процессе использовали программу Morfometryka: оно предоставляло возможность анализа каждого объекта по ряду параметров, включая степень неравномерности, ровность поверхности, уровень хаоса, закрученность и размеры. Собранные сведения позволили ученым прояснить закономерности эволюции отдельных галактик с момента зарождения Вселенной около миллиарда лет назад.

В заключение исследователи отметили, что на заре существования космоса преобладали дискообразные системы: их количество оказалось в десять раз больше по сравнению с прежними оценками специалистов, сделанными на основе данных телескопа «Хаббл».

Формирование спиральной галактики примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва не вызывает особого удивления, однако такие особенности, как заметная перегородка и тусклые звездные диски, кажутся необычными. Ранее предполагалось, что они являются результатом длительного процесса развития галактик на протяжении миллиардов лет, поэтому их обнаружение в столь юном периоде Вселенной представляется неожиданным.