Космический телескоп Хаббла фиксирует активный галактический центр в 250 миллионах световых лет
SpaceX заключает сделку на 81,6 миллиона долларов для запуска критически важного американского метеорологического спутника
Революционная двигательная установка NASA может раскрыть тайны Седны менее чем за десятилетие
Космический телескоп NASA имени Джеймса Уэбба продолжает менять наше представление о Вселенной, предоставляя беспрецедентный взгляд на формирование и структуру далёких галактик. Недавние открытия команды Уэбба пролили свет на структурное развитие дисковых галактик, к которым относится и наш Млечный Путь.
Раскрытие формирования дисковых галактик
Современные дисковые галактики, такие как Млечный Путь, имеют две отчётливые дисковые структуры: толстый внешний диск, заполненный звёздами, и встроенный в него более тонкий диск. Толстый диск Млечного Пути простирается примерно на 3000 световых лет от центра, а толщина тонкого диска составляет около 1000 световых лет. Вопрос о том, как и почему возникают эти двойные диски, десятилетиями озадачивал астрономов. Благодаря обширному анализу наблюдений Уэбба группа исследователей собирает воедино хронологию и механизмы, лежащие в основе этих структур.
Сосредоточившись на 111 дисковых галактиках, наблюдаемых «ребром», в период примерно 2,8 миллиарда лет после Большого взрыва, команда выясняет, как эти галактики эволюционируют. Это исследование впервые позволило учёным провести различие между толстыми и тонкими дисками на таких огромных расстояниях. Как объясняет ведущий автор исследования Такафуми Цуккуи, высокое разрешение Уэбба позволяет астрономам разделять и измерять две дисковые структуры в галактиках, которые раньше считались неотличимыми.
Роль движения газа в формировании диска
Одним из главных прорывов этого исследования является открытие того, что дисковые галактики сначала формируют свой толстый диск, а затем появляется более тонкий диск. Время этого преобразования во многом зависит от массы галактики. Например, галактики с высокой массой перешли к двухдисковой структуре около 8 миллиардов лет назад, в то время как более мелкие галактики с низкой массой начали формировать свои тонкие диски только около 4 миллиардов лет назад.
Чтобы объяснить эту разницу во времени, команда обратилась к движению газа внутри этих галактик. Используя данные с Большого миллиметрового/субмиллиметрового массива Атакамы (ALMA) и наземных исследований, они обнаружили, что процесс согласуется с гипотезой о «турбулентном газовом диске». Эта теория предполагает, что в ранней Вселенной галактики были заполнены турбулентным газом, который вызвал интенсивное звездообразование, что привело к созданию толстого звёздного диска. По мере формирования звёзд они стабилизировали газ, заставляя диск успокаиваться и в конечном итоге становиться тоньше.
Наблюдения Уэбба показывают, что переход от единого толстого диска к двухдисковой структуре — это постепенный процесс. Толстый диск продолжает расти по мере эволюции галактики, хотя и более медленными темпами, чем тонкий диск.
Непревзойдённая чувствительность Уэбба
Космический телескоп NASA имени Джеймса Уэбба меняет правила игры, когда дело доходит до изучения далёких галактик. Его исключительная чувствительность позволяет учёным исследовать более мелкие и слабые галактики, подобные нашему Млечному Пути, из более ранних эпох. Эта возможность сыграла решающую роль в установлении времени формирования дисков в галактиках, находящихся на расстоянии 11 миллиардов лет.
Впервые астрономы смогли обнаружить тонкие звёздные диски при таких высоких красных смещениях, или на больших расстояниях от Земли. Обнаружение того, что тонкие диски уже существовали 8 миллиардов лет назад, является одним из самых удивительных аспектов исследования. «Удивительно видеть, что тонкие звёздные диски уже существовали 8 миллиардов лет назад, а может быть, и раньше», — сказала Эмили Висниски, соавтор статьи.