Галактика DLA0817g, получившая прозвище Диск Вульфа в честь покойного астронома Артура М. Вулфа – самая далекая вращающаяся дисковая галактика из когда-либо наблюдавшихся. Беспрецедентная мощность ALMA позволила увидеть эту галактику, вращающуюся со скоростью 170 миль (272 километра) в секунду, как наш Млечный Путь.
"В то время как предыдущие исследования намекали на существование этих ранних вращающихся богатых газом дисковых галактик, благодаря ALMA теперь у нас есть недвусмысленные доказательства того, что они появились уже в 1.5 миллиардов лет после Большого взрыва ", – сказал ведущий автор Марсель Нилман из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия.
Как образовался диск Вульфа?
Открытие диска Вульфа представляет собой сложную задачу для многих моделей формирования галактик, которые предсказывают, что массивные галактики на данном этапе эволюции космоса выросли за счет множества слияний меньших галактик и горячих сгустков газа.
«Большинство галактик, которые мы обнаруживаем в начале Вселенной, выглядят как останки поездов, потому что они подверглись последовательному и часто« насильственному »слиянию», – пояснил Нилман. "Эти горячие слияния затрудняют формирование хорошо упорядоченных, холодных вращающихся дисков, которые мы наблюдаем в нашей нынешней Вселенной."
В большинстве сценариев формирования галактик галактики начинают показывать правильно сформированный диск только примерно через 6 миллиардов лет после Большого взрыва. Тот факт, что астрономы обнаружили такую дисковую галактику, когда Вселенная была всего лишь десятью процентами от ее нынешнего возраста, указывает на то, что, должно быть, преобладали другие процессы роста.
«Мы думаем, что диск Вульфа вырос в основном за счет постоянного наращивания холодного газа», – сказал Дж. Ксавье Прочаска из Калифорнийского университета в Санта-Крус и соавтор статьи. "Тем не менее, один из вопросов, который остается, заключается в том, как собрать такую большую массу газа, сохранив при этом относительно стабильный вращающийся диск."
Звездообразование
Команда также использовала исследование Карла Г. Очень большая матрица Янски (VLA) и космический телескоп Хаббла НАСА / ЕКА, чтобы узнать больше о звездообразовании на диске Вульфа. В радиоволнах ALMA изучал движения галактики и массу атомарного газа и пыли, в то время как VLA измерял количество молекулярной массы – топлива для звездообразования.
В УФ-свете Хаббл наблюдал массивные звезды. «Скорость звездообразования в Диске Вульфа по крайней мере в десять раз выше, чем в нашей галактике», – пояснила Прохаска. "Должно быть, это одна из самых продуктивных дисковых галактик в ранней Вселенной."
"Нормальная" галактика
Диск Вульфа был впервые обнаружен компанией ALMA в 2017 году.
Нилман и его команда обнаружили галактику, когда исследовали свет более далекого квазара. Свет от квазара поглощался, когда он проходил через массивный резервуар газообразного водорода, окружающий галактику – так он и проявил себя.
Вместо того, чтобы искать прямой свет от чрезвычайно ярких, но более редких галактик, астрономы использовали этот метод «поглощения», чтобы найти более слабые и более «нормальные» галактики в ранней Вселенной.
«Тот факт, что мы нашли Диск Вульфа с помощью этого метода, говорит нам, что он принадлежит к нормальному населению галактик, присутствовавшему в ранние времена», – сказал Нилман. «Когда наши последние наблюдения с помощью ALMA неожиданно показали, что он вращается, мы поняли, что ранние вращающиеся дисковые галактики не так редки, как мы думали, и что их должно быть намного больше."
«Это наблюдение демонстрирует, как наше понимание Вселенной улучшается благодаря повышенной чувствительности, которую ALMA привносит в радиоастрономию», – сказал Джо Пеше, директор астрономической программы Национального научного фонда, финансирующего телескоп. "ALMA позволяет нам делать новые, неожиданные выводы практически по каждому наблюдению."