Впервые удалось зафиксировать процесс формирования ядра галактики. В центре многих галактик, включая Млечный Путь, расположена плотная и компактная структура звезд, вращающаяся вокруг центра — так называемый ядерный диск. Эти диски являются распространенным явлением во Вселенной, однако ранее никто не видел, как такой диск формируется так рано в космической истории.
Открытие с помощью телескопа Джеймса Уэбба
Астрономы из Университета Дурхама в Великобритании обнаружили самый удаленный ядерный диск, который когда-либо наблюдался. Он был найден в галактике, которая существовала всего через 4,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Результаты исследования были опубликованы в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Это открытие стало возможным благодаря беспрецедентной чувствительности и разрешению Космического телескопа Джеймса Уэбба. При изучении галактики CEERS-4031 исследователи идентифицировали активный ядерный диск в ее центре, который продолжает образовывать новые звезды и расти. Этот диск имеет радиус около одного килопарсека (примерно 3260 световых лет) и обладает теми же характеристиками, что и ядерные диски в современных близлежащих галактиках: он компактный, богат молодыми звездами и демонстрирует явные признаки организованного роста.
Механизм формирования диска
Формирование этого диска не произошло самопроизвольно. Исследователи определили, что причиной стал звездный бар — вытянутая структура из звезд, пересекающая центр галактики, что характерно для спиралей вроде Млечного Пути. Такие бары действуют как космические двигатели, направляя газ и звезды к центру, тем самым питая образование новых структур.
Хотя предыдущие исследования показывали, что звездные бары могут формироваться рано во Вселенной, ни одно из них не доказывало, что они уже перестраивали галактики так рано, как это продемонстрировано в данном исследовании. Зои Ле Конте, ведущий автор исследования, отметила, что это «замечательное и неожиданное открытие, которое заставит астрономов пересмотреть представление об эволюции галактик и влиянии звездных баров в ранней Вселенной».
Быстрое созревание галактик
Данное открытие ставит под сомнение устоявшиеся представления о том, как развиваются галактики. Традиционная модель предполагала, что галактики постепенно приобретали сложные внутренние структуры на протяжении миллиардов лет. Однако результаты этого изучения показывают иное: галактики не достигали своего нынешнего вида постепенно, а быстро созревали, следуя эволюционным траекториям, схожим с современными галактиками, гораздо раньше, чем предполагалось ранее.
Ле Конте добавила, что «поразительные изображения и инновационные результаты Джеймса Уэбба продолжают показывать, что зрелые галактики существуют намного раньше, чем мы думали прежде».
Связь с черными дырами
Значение этого открытия выходит за рамки только галактического формирования. Ядерные диски считаются резервуарами газа, которые питают сверхмассивные черные дыры в центрах галактик. Обнаружение такого древнего (и все еще активного и растущего) ядерного диска может помочь ученым понять, как эти черные дыры росли в период космической активности, когда Вселенная формировала звезды и структуры с гораздо большей интенсивностью, чем сегодня.
Команда планирует последующие наблюдения, чтобы изучить движение звезд и газа внутри галактики, что станет следующим шагом для точного подтверждения того, как именно сформировался диск и насколько эффективно бар перемещает материю к центру.
