ALMA знайшла несподівано впорядковану для раннього Всесвіту галактику

Телескоп ALMA виявив далеку і дуже молоду галактику, яка виявилася несподівано впорядкованою, повідомляється в журналі. Незважаючи на те, що астрономи її бачать у момент, коли вік Всесвіту становив лише 10 відсотків від сучасного, він, як і Чумацький шлях, вже володіє обертовим диском і балджем. При цьому яким чином подібні структури могли сформуватися настільки швидко, дослідникам незрозуміло.

Сучасний Всесвіт - холодне (2,73 кельвіна) і досить спокійне місце, але так було далеко не завжди. У минулому вона була набагато більш щільною, гарячою і хаотичною. Теоретики припускають, що перші галактики в ній формувалися із згустків газу, які колапсували під дією власної гравітації, породжуючи зірки і потім стикалися між собою. Через це, на думку вчених, вони повинні були бути досить турбулентними і нестійкими, проте нове дослідження показує, що стародавні галактики, насправді, могли мати відносно впорядковану структуру.

Франческа Ріццо (Francesca Rizzo) з Інституту астрофізики суспільства Макса Планка разом з колегами за допомогою інтерферометра ALMA виявила дуже далеку і, як наслідок, дуже молоду галактику SPT0418-47, світло від якої йшло до нас більше 12 мільярдів років. Вона має червоне зміщення z = 4,2, і вона видна такою, якою вона була, коли Всесвіту було всього 1,4 мільярда років. Побачити такий далекий об'єкт вченим вдалося завдяки іншій, набагато ближчій галактиці, яка виступила як гравітаційна лінза. Завдяки методам машинного навчання астрономи змогли відновити справжню форму SPT0418-47 (через гравітаційний вплив ближчої галактики вона спочатку виглядала на знімках майже ідеальним кільцем), а також виміряти параметри руху газу в ній.

З'ясувалося, що незважаючи на високий темп зіроутворення і пов'язані з цим високоенергетичні процеси, галактичний диск SPT0418-47 - найбільш упорядкований з усіх, хто коли-небудь спостерігався в ранньому Всесвіті. Хоча у галактики, мабуть, немає спіральних рукавів, вона володіє диском, який обертається зі швидкістю 272 кілометри на секунду, і балджем - великою хмарою зірок, що щільно оточує з усіх боків галактичний центр. При цьому балдж у галактики на такому ранньому етапі еволюції Всесвіту астрономам вдалося побачити вперше.

За словами авторів роботи, виявлені особливості у SPT0418-47 роблять її частково схожою на Чумацький шлях. Проте вони відзначають, що в процесі розвитку ця галактика, швидше за все, стане зовсім несхожою на нашу і, ймовірно, приєднається до класу еліптичних.

Зроблене авторами відкриття свідчить про те, що ранній Всесвіт, можливо, був не настільки хаотичний, як вважалося, проте як настільки впорядкована галактика могла сформуватися настільки швидко, неясно. З іншого боку, поточна знахідка перегукується з відкриттям іншого обертового диска з червоним зміщенням z = 4,26, а також результатами симуляцій. Майбутні дослідження повинні будуть допомогти відповісти на питання про те, наскільки типові такі «новонароджені» дискові галактики і чи дійсно вони в цілому менш хаотичні, ніж передбачалося раніше.

Кілька років тому група астрономів виявила сліди піку утворення масивних галактик у перший мільярд років після епохи реіонізації, що також суперечить сучасній моделі освіти галактик, яка не передбачає існування подібних гігантів на ранніх етапах існування Всесвіту.