Галактика, получившая неофициальное название «Космический Виноград», сформировалась всего через 900 миллионов лет после Большого Взрыва. Наблюдения, проведенные с помощью космического телескопа «Хаббл», ранее представляли ее как гладкое, однородное дисковое образование. Однако совместное использование мощностей телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) и Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA) показало совершенно иную картину.
Новые данные раскрыли, что «Космический Виноград» представляет собой единый вращающийся диск, содержащий около 15 гигантских комковатых областей активного звездообразования, что и послужило причиной для ее названия. Эта структура напрямую противоречит существующим теоретическим моделям, которые предсказывали для той эпохи преобладание хаотичных, а не упорядоченных галактик.
Данное открытие стало возможным благодаря эффекту гравитационного линзирования. Скопление галактик, расположенное на переднем плане между Землей и «Космическим Виноградом», выступило в роли естественного космического телескопа, идеально увеличив изображение и позволив рассмотреть его с беспрецедентной детализацией. На изучение этой единственной системы международная исследовательская группа потратила более 100 часов наблюдательного времени.
Достигнутое пространственное разрешение составило 10 парсек, что эквивалентно примерно 30 световым годам. Это позволило впервые в истории астрономии напрямую связать внутренние структуры ранней галактики — те самые «комки» — с ее общим вращением как единого целого. На полученных изображениях движение газа визуализировано цветом: красные оттенки соответствуют газу, удаляющемуся от наблюдателя, а синие — приближающемуся, что в совокупности и отображает вращение диска.
Существующие космологические теории утверждают, что гладкие, стабильно вращающиеся дисковые галактики должны были появиться значительно позже — примерно через 1,4 миллиарда лет после Большого Взрыва. До этого момента галактики, согласно моделям, должны были быть «динамически горячими, хаотичными структурами, управляемыми слияниями и обратной связью».
Современные компьютерные симуляции не способны воспроизвести такое большое количество массивных звездообразующих скоплений внутри вращающегося диска в столь ранний период существования Вселенной. Это указывает на фундаментальные пробелы в текущем понимании механизмов формирования галактических структур.
Открытие ставит под сомнение правильность моделей, описывающих процессы обратной связи (feedback) и формирования структур в ранних галактиках. Ученые предполагают, что эти аспекты космологии могут потребовать «существенного пересмотра». Результаты исследования были опубликованы 7 августа в журнале Nature Astronomy.
Важность этого открытия усиливается тем фактом, что «Космический Виноград» не является аномалией. По своей массе, темпам звездообразования, химическому составу и размеру она находится на стандартной, так называемой главной последовательности галактик своей эпохи. Это означает, что многие другие ранние галактики, которые ранее наблюдались «Хабблом» и казались гладкими, на самом деле могут обладать такой же сложной и комковатой внутренней структурой.
Исследование проведено при поддержке Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO), Национального научного фонда (NSF) и Ассоциированных университетов (AUI). Авторство визуализации данных принадлежит NSF / AUI / NSF NRAO / Б. Сакстон (B. Saxton).
Изображение носит иллюстративный характер
Новые данные раскрыли, что «Космический Виноград» представляет собой единый вращающийся диск, содержащий около 15 гигантских комковатых областей активного звездообразования, что и послужило причиной для ее названия. Эта структура напрямую противоречит существующим теоретическим моделям, которые предсказывали для той эпохи преобладание хаотичных, а не упорядоченных галактик.
Данное открытие стало возможным благодаря эффекту гравитационного линзирования. Скопление галактик, расположенное на переднем плане между Землей и «Космическим Виноградом», выступило в роли естественного космического телескопа, идеально увеличив изображение и позволив рассмотреть его с беспрецедентной детализацией. На изучение этой единственной системы международная исследовательская группа потратила более 100 часов наблюдательного времени.
Достигнутое пространственное разрешение составило 10 парсек, что эквивалентно примерно 30 световым годам. Это позволило впервые в истории астрономии напрямую связать внутренние структуры ранней галактики — те самые «комки» — с ее общим вращением как единого целого. На полученных изображениях движение газа визуализировано цветом: красные оттенки соответствуют газу, удаляющемуся от наблюдателя, а синие — приближающемуся, что в совокупности и отображает вращение диска.
Существующие космологические теории утверждают, что гладкие, стабильно вращающиеся дисковые галактики должны были появиться значительно позже — примерно через 1,4 миллиарда лет после Большого Взрыва. До этого момента галактики, согласно моделям, должны были быть «динамически горячими, хаотичными структурами, управляемыми слияниями и обратной связью».
Современные компьютерные симуляции не способны воспроизвести такое большое количество массивных звездообразующих скоплений внутри вращающегося диска в столь ранний период существования Вселенной. Это указывает на фундаментальные пробелы в текущем понимании механизмов формирования галактических структур.
Открытие ставит под сомнение правильность моделей, описывающих процессы обратной связи (feedback) и формирования структур в ранних галактиках. Ученые предполагают, что эти аспекты космологии могут потребовать «существенного пересмотра». Результаты исследования были опубликованы 7 августа в журнале Nature Astronomy.
Важность этого открытия усиливается тем фактом, что «Космический Виноград» не является аномалией. По своей массе, темпам звездообразования, химическому составу и размеру она находится на стандартной, так называемой главной последовательности галактик своей эпохи. Это означает, что многие другие ранние галактики, которые ранее наблюдались «Хабблом» и казались гладкими, на самом деле могут обладать такой же сложной и комковатой внутренней структурой.
Исследование проведено при поддержке Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO), Национального научного фонда (NSF) и Ассоциированных университетов (AUI). Авторство визуализации данных принадлежит NSF / AUI / NSF NRAO / Б. Сакстон (B. Saxton).
