Астрономы, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), получили наиболее детальный взгляд на то, как формировались галактики всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, и обнаружили, что они были гораздо более хаотичными и беспорядочными, чем те, что мы видим сегодня.
Команда под руководством исследователей из Кембриджского университета проанализировала более 250 молодых галактик, существовавших, когда Вселенной было от 800 миллионов до 1,5 миллиарда лет. Изучая движение газа внутри этих галактик, исследователи обнаружили, что большинство из них были турбулентными, «комковатыми» системами, которые ещё не сформировали гладкие вращающиеся диски, подобные нашему Млечному Пути.
Их [результаты](https://academic.oup.com/mnras/article-lookup/doi/10.1093/mnras/staf1540), опубликованные в «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», показывают, что галактики постепенно становились более спокойными и упорядоченными по мере развития Вселенной. Но в ранней Вселенной звездообразование и гравитационные нестабильности вызывали такую турбулентность, что многие галактики с трудом обретали спокойствие.
«Мы не просто видим несколько впечатляющих отклонений — это первый раз, когда мы смогли взглянуть на целую популяцию одновременно, — сказала первый автор Лола Данхайв из Кембриджского института космологии Кавли. — Мы обнаружили огромное разнообразие: некоторые галактики начинают обретать упорядоченное вращение, но большинство всё ещё хаотичны, с газом, раздутым и движущимся во всех направлениях».
Исследователи использовали прибор NIRCam телескопа JWST в редко используемом «режиме гризмы», который фиксирует слабый свет от ионизированного водорода в далёких галактиках. Данхайв написала новый код для расшифровки данных гризмы, сопоставив их с изображениями из других исследований JWST, чтобы измерить движение газа внутри каждой галактики.
«Предыдущие результаты предполагали формирование массивных, хорошо упорядоченных дисков на очень раннем этапе, что не соответствовало нашим моделям, — сказал соавтор доктор Сандро Такчелла из Института Кавли и лаборатории Кавендиша. — Но, взглянув на сотни галактик с более низкой звёздной массой вместо одной или двух, мы видим более полную картину, и она гораздо больше соответствует теории. Ранние галактики были более турбулентными, менее стабильными и росли за счёт частых слияний и вспышек звездообразования».
«Эта работа помогает преодолеть разрыв между эпохой реионизации и так называемым космическим полуднем, когда формирование звёзд достигло пика, — сказала Данхайв, которая также связана с лабораторией Кавендиша. — Она показывает, как строительные блоки галактик постепенно переходили от хаотичных скоплений в упорядоченные структуры и как формировались такие галактики, как Млечный Путь».
Результаты показывают, как JWST позволяет учёным исследовать динамику галактик в масштабе, который был невозможен ранее. Будущие исследования будут направлены на объединение этих данных с наблюдениями холодного газа и пыли, чтобы создать более полную картину того, как формировались самые ранние галактики.
«Это только начало, — сказал Такчелла. — С увеличением объёма данных мы сможем отследить, как эти турбулентные системы развивались и стали теми изящными спиралями, которые мы видим сегодня».
Предоставлено [Кембриджским университетом](http://www.cam.ac.uk/)