«Этот результат представляет собой прорыв в области формирования галактик, показывая, что структуры, которые мы наблюдаем в соседних спиральных галактиках и в нашем Млечном Пути, уже существовали 12 миллиардов лет назад», – говорит Франческа Риццо, аспирантка из Института Макса Планка. для астрофизиков в Германии, который руководил исследованием, опубликованным сегодня в журнале Nature. Хотя изучаемая астрономами галактика SPT0418-47, похоже, не имеет спиральных рукавов, у нее есть по крайней мере две особенности, типичные для нашего Млечного Пути: вращающийся диск и выпуклость, большая группа звезд, плотно упакованных вокруг галактики. центр. Впервые в истории Вселенной наблюдается выпуклость, что делает SPT0418-47 похожим на самый далекий Млечный Путь.
«Большим сюрпризом было обнаружение, что эта галактика на самом деле очень похожа на соседние галактики, вопреки всем ожиданиям от моделей и предыдущих, менее подробных наблюдений», – говорит соавтор Филиппо Браттернали из Астрономического института Каптейна Университета Гронингена. в Нидерландах.
В ранней Вселенной молодые галактики все еще находились в процессе формирования, поэтому исследователи ожидали, что они будут хаотичными и не будут иметь четких структур, типичных для более зрелых галактик, таких как Млечный Путь.
Изучение далеких галактик, таких как SPT0418-47, имеет фундаментальное значение для нашего понимания того, как галактики формировались и развивались.
Эта галактика находится так далеко, что мы видим ее, когда Вселенная была всего 10% от своего нынешнего возраста, потому что ее свету потребовалось 12 миллиардов лет, чтобы достичь Земли. Изучая его, мы возвращаемся в то время, когда эти детские галактики только начинали развиваться.
Поскольку эти галактики находятся так далеко, подробные наблюдения даже с помощью самых мощных телескопов практически невозможны, поскольку галактики кажутся маленькими и тусклыми.
Команда преодолела это препятствие, использовав соседнюю галактику в качестве мощного увеличительного стекла – эффект, известный как гравитационное линзирование, – позволяющий ALMA заглянуть в далекое прошлое с беспрецедентной детализацией. В результате гравитационное притяжение от соседней галактики искажает и искривляет свет от далекой галактики, заставляя его казаться деформированным и увеличенным.
Далекая галактика с гравитационной линзой выглядит как почти идеальное световое кольцо вокруг соседней галактики благодаря их почти точному расположению. Исследовательская группа восстановила истинную форму далекой галактики и движение ее газа по данным ALMA, используя новую технику компьютерного моделирования. «Когда я впервые увидел реконструированное изображение SPT0418-47, я не мог поверить в это: открывался сундук с сокровищами», – говорит Риццо.
«То, что мы обнаружили, было довольно загадочным; несмотря на то, что звезды образуются с высокой скоростью и, следовательно, он является местом высокоэнергетических процессов, SPT0418-47 является наиболее хорошо упорядоченным галактическим диском, который когда-либо наблюдался в ранней Вселенной», – заявила соавтор Симона. Вегетти, также из Института астрофизики Макса Планка. "Этот результат довольно неожиданный и имеет важное значение для того, как мы думаем, эволюционируют галактики.Однако астрономы отмечают, что даже несмотря на то, что SPT0418-47 имеет диск и другие особенности, аналогичные свойствам спиральных галактик, которые мы видим сегодня, они ожидают, что он превратится в галактику, очень отличную от Млечного Пути, и присоединится к классу эллиптических галактик. галактики, еще один тип галактик, которые, наряду со спиралями, населяют Вселенную сегодня.
Это неожиданное открытие предполагает, что ранняя Вселенная может быть не такой хаотичной, как когда-то считалось, и поднимает много вопросов о том, как правильно упорядоченная галактика могла образоваться так скоро после Большого взрыва.
Эта находка ALMA последовала за ранее объявленным в мае обнаружением массивного вращающегося диска, видимого на таком же расстоянии. SPT0418-47 виден более детально благодаря эффекту линзирования и имеет выпуклость в дополнение к диску, что делает его даже более похожим на наш современный Млечный Путь, чем на тот, который изучался ранее.
Будущие исследования, в том числе с помощью Чрезвычайно большого телескопа ESO, будут стремиться раскрыть, насколько типичны эти «детские» дисковые галактики и являются ли они менее хаотичными, чем предполагалось, что откроет перед астрономами новые возможности для открытия того, как развивались галактики.