Астрономи виявили найвіддаленіший у Всесвіті приклад галактики, схожої на нашу рідну галактику – Чумацький Шлях. Коли всесвіту було лише 2 млрд років, нововідкрита спіральна галактика, Ceers-2112, схоже, мала смугу зірок і газу, що перетинала її серце, як коса риска на знаку про заборону куріння. Чумацький Шлях, також спіральна галактика, має схожу смугу. Вчені підозрюють, що смуга Чумацького Шляху обертається циліндрично, як тримач туалетного рулону, коли ви розмотуєте туалетний папір, спрямовуючи газ у центр галактики та спричиняючи спалахи зореутворення.
Раніше астрономи вважали, що ця галактична структура знаменує собою кінець періоду формування галактики, тому очікувалося, що її можна буде побачити лише в старих галактиках, які, можливо, досягли повної зрілості – можливо, в тих, що існували на півдорозі еволюції Всесвіту. Дійсно, попередні спостереження космічного телескопа Габбл за морфологією галактик показали, що в ранньому Всесвіті було дуже мало закритих галактик.
Однак нові результати, отримані на основі даних космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), свідчать про те, що це не обов’язково правда, що спіралі із закритими краями мали б блукати Всесвітом так довго. Відкриття спіральної галактики Ceers-2112 свідчить про те, що галактики, схожі на нашу, вже існували 11,7 млрд років тому, “коли всесвіт мав лише 15 відсотків свого життя”, – розповів Лука Костантин, астрофізик з Центру астробіології в Мадриді та провідний автор нового дослідження.
JWST може збирати в шість разів більше світла, ніж “Габбл”, що дозволяє розгледіти більш детальні особливості далеких галактик. Ceers-2112 спостерігається на червоному зміщенні 3, коли Всесвіту було 2100 млн років. По суті, це означає, що світлу від галактики знадобилося 11,7 млрд років, щоб досягти JWST, сказав Костантин. Це дивовижна знахідка, оскільки галактичні бари спостерігаються приблизно у двох третинах усіх спіральних галактик, але вважається, що бари з’явилися приблизно за 4 млрд років до народження Всесвіту.
Вивчення детальної морфології далеких галактик “має важливе значення для розуміння їхньої історії, відкриваючи двері до нових сценаріїв формування та еволюції галактик”, – зазначає співавтор дослідження Крістіна Кабельо, науковий співробітник Інституту фізики частинок і космосу в Мадриді, у своїй заяві.
За словами Костантіна, наявність бар’єра в Ceers-2112, наприклад, кидає виклик сучасним теоретичним моделям, які передбачають, що фізичні умови раннього Всесвіту повинні були запобігти утворенню галактик з бар’єром в цілому.
“Теоретичні передбачення космологічних симуляцій дійсно намагаються відтворити такі системи в ті епохи, – сказав він в інтерв’ю. “Тепер нам потрібно зрозуміти, якого ключового фізичного інгредієнта не вистачає в наших моделях – якщо чогось не вистачає”. Крім того, подібні дослідження також формують наше розуміння ролі темної матерії в ранньому Всесвіті.
Астрономи вважають, що 85 відсотків усієї матерії у Всесвіті – це темна матерія, загадкова субстанція, невловима для телескопічних спостережень, оскільки вона зовсім не взаємодіє зі світлом. Вважається, що темна матерія радикально вплинула на еволюцію галактик і зореутворення вже через 380 000 років після Великого вибуху. Результати нового дослідження, однак, показують, що в еволюції галактики, принаймні у випадку галактики Ceers-2112, домінувала звичайна матерія, а не темна матерія, коли Всесвіту було близько двох млрд років. Морфологія галактики показує, що внесок темної матерії в галактичному барі Ceers-2112 дуже низький, і натомість домінує звичайна матерія, як показало дослідження.
“Це відкриття підтверджує, що в еволюції цієї галактики домінували баріони – звичайна матерія, з якої ми складаємося, а не темна матерія, незважаючи на її надлишок, коли всесвіту було лише 15 відсотків від його реального віку”, – сказав співавтор дослідження Хайро Абреу, дослідник з Університету Ла-Лагуни.
“JWST, всього за один рік спостережень, революціонізує наше розуміння раннього Всесвіту”, – сказав Костантин. “У наступні 5-10 років я особисто планую продовжувати використовувати його надзвичайні можливості, досліджуючи детальну структуру перших галактик, зібраних у Всесвіті”.
Читайте також: