Галактика-гигант раскрыла тайну рождения звезд во Вселенной

Изображение от Pixabay через Pexels

Представьте себе галактику, которая появилась на заре Вселенной и уже тогда поражала своими размерами и активностью. Астрономы, изучающие самые ранние этапы существования космоса, обнаружили именно такую – галактику J0107a, которая формировала звезды с невероятной скоростью более 11 миллиардов лет назад, когда возраст Вселенной составлял всего 2,6 миллиарда лет.

J0107a – это не просто большая галактика. Она примерно в 10 раз больше нашего Млечного Пути и производит новые звезды почти в 300 раз быстрее! Но самое удивительное – эта галактика не имеет никаких следов столкновений с другими галактиками, что обычно является причиной столь бурной "звездной фабрики".

Используя Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) и космический телескоп James Webb (JWST), исследователи обнаружили, что J0107a имеет структуру, похожую на современные дисковые галактики. У нее даже есть четкая спиральная форма с "перемычкой" – прямой структурой из звезд и газа, пересекающей центр галактики. Эта перемычка играет ключевую роль, направляя газ внутрь галактики. Этот приток газа является топливом для звездообразования и, возможно, также питает сверхмассивную черную дыру в центре J0107a.

Как нашли "перемычку" в далекой галактике

Подобные перемычки – довольно распространенное явление в близлежащих к нам галактиках (примерно половина из них имеет такую структуру) и, как считается, существуют очень долго. Но увидеть их так далеко в прошлом – большая редкость, потому что изучать далекие галактики в деталях очень сложно. В этом случае ученые использовали ALMA, мощную радиотелескопическую систему в Чили, чтобы изучить движение газа в галактике, наблюдая за излучением монооксида углерода и атомарного углерода.

Данные показали, что газ внутри перемычки J0107a движется и распространяется так же, как и в перемычках близлежащих галактик. Но есть одно важное отличие – количество газа. В современных галактиках перемычка содержит менее 10% общей массы галактики в газе. В J0107a этот показатель составляет около 50%! Огромная масса вещества подпитывает мощный поток газа к центру – около 600 солнечных масс в год. Именно это и приводит к взрывному росту звездообразования.

Перемычка также создает сильные некруговые движения, которые нарушают обычное вращение диска галактики. Это противоречит тому, что предсказывали старые модели галактик. Поток газа простирается примерно на 20 000 световых лет – примерно на расстояние от центра Млечного Пути до Земли.

Откуда взялась J0107a?

По словам Шуо Хуана, ведущего исследователя, для роста гигантских галактик необходимо огромное количество газа, который обычно поступает в результате слияний галактик или притока из космической паутины.

Хотя никаких признаков слияния галактик обнаружено не было, вокруг J0107a был обнаружен большой газовый диск... Исходя из этого, мы предполагаем, что он был создан из большого потока газа (так называемых холодных потоков), спирально движущегося к галактике из космической паутины.

Этот вывод меняет представление ученых о том, как развивались массивные галактики в ранней Вселенной. Оказывается, они могли формироваться не только в результате столкновений, но и благодаря плавным, масштабным потокам газа из самого космоса, которые создавали дискообразные галактики и запускали образование перемычек. Затем эти перемычки перемешивали галактику и выталкивали газ в центр, вызывая быстрое рождение звезд. И все это происходило уже 11 миллиардов лет назад!

Эта статья была создана с некоторой помощью ИИ и отредактирована редактором. В соответствии с Разделом 107 Закона об авторском праве 1976 года, этот материал используется для целей новостного репортажа. Добросовестное использование - это использование, разрешенное законом об авторском праве, которое в противном случае могло бы нарушать авторские права.

Мнение редакции MSReview: Это открытие имеет огромное значение для понимания эволюции галактик. Оно показывает, что галактики могли формироваться и развиваться гораздо быстрее и эффективнее, чем мы думали раньше. Это может заставить нас пересмотреть наши теории о том, как формировалась Вселенная.