Телескоп Webb переписує правила галактичної еволюції

Поглиблені спостереження JWST показують, що ранні галактики розвивалися швидше і були менш хаотичними, що кидає виклик попереднім теоріям еволюції галактик. Нове дослідження показало, що ранні галактики Всесвіту були менш турбулентними та розвивалися швидше, ніж вважалося раніше. У цьому дослідженні, очолюваному міжнародною групою з Даремського університету, використовувався космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), щоб знайти докази формування барів, коли Всесвіту було лише кілька мільярдів років.

Ці висновки були опубліковані в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Стаття космічного телескопа Джеймса Вебба

Смуги — це подовжені смуги зірок, які зустрічаються в дискових або спіральних галактиках, таких як наш Чумацький Шлях. Коли смуги розвиваються, вони регулюють утворення зірок у галактиці, штовхаючи газ у центральну область галактики. Їх присутність говорить вченим про те, що галактики увійшли в усталену, зрілу фазу.

Попередні дослідження за допомогою космічного телескопа Хаббла виявили галактики, що утворюють бари до восьми-дев’яти мільярдів років тому. Проте підвищена чутливість JWST і ширший діапазон довжин хвиль дозволили астрономам виявити ці явища ще далі в минулому.

«Галактики в ранньому Всесвіті розвиваються набагато швидше, ніж ми думали. Це справжня несподіванка, тому що можна було б очікувати, що Всесвіт на цій стадії буде дуже турбулентним із великою кількістю зіткнень між галактиками та великою кількістю газу, який ще не перетворився на зірки», – пояснила автор Зої Ле Конте, доктор філософії в галузі дослідження. Центр позагалактичної астрономії, факультет фізики, Даремський університет.

«Однак завдяки космічному телескопу Джеймса Вебба ми бачимо багато цих смужок набагато раніше в житті Всесвіту, що означає, що галактики були на більш усталеному етапі своєї еволюції, ніж вважалося раніше», — додає вона. Дослідники кажуть, що ці нові докази свідчать про те, що теорії ранньої еволюції галактик, можливо, потребуватимуть значного перегляду.

Методологія дослідження та результати

Дослідники використовували JWST, щоб шукати утворення смуг у галактиках, як вони могли б спостерігатися від 8 до 11,5 мільярдів років тому. Самому Всесвіту 13,7 мільярда років. З 368 дискових галактик, які спостерігали, дослідники побачили, що майже 20 відсотків мали смуги – вдвічі більше, ніж спостерігав Хаббл.

Співавтор д-р Дімітрі Гадотті з Центру позагалактичної астрономії фізичного факультету Даремського університету сказав: «Ми виявили, що в ранньому Всесвіті було набагато більше смужок, ніж раніше було виявлено в дослідженнях Хаббла, що означає, що галактика керована смугами еволюція відбувалася набагато довше, ніж вважалося раніше».

«Моделювання Всесвіту тепер потрібно ретельно вивчити, щоб побачити, чи ми отримаємо ті самі результати, що й спостереження, які ми зробили з Джеймсом Веббом», — додає Гадотті. «Ми повинні думати поза межами того, що ми думали, що ми знаємо».

Коли дослідники дивилися далі в минуле, вони могли бачити все менше і менше галактик, що утворюють смуги. Вони кажуть, що це може бути тому, що галактики на більш ранній стадії Всесвіту можуть бути не настільки добре сформовані. Наразі також неможливо побачити коротші смуги зірок, які не так легко помітити, навіть зі збільшеною телескопічною потужністю, яку пропонує JWST.

Майбутні напрямки

Дослідники кажуть, що тепер вони хочуть дослідити ще більше галактик у ранньому Всесвіті, щоб побачити, чи вони також утворили смуги. Вони сподіваються врешті-решт зазирнути у минуле – на 12,2 мільярда років – щоб поглянути на зростання барів з часом і на те, які механізми стоять за цим зростанням.