Ученые проанализировали данные, полученные с помощью Атакамской большой антенной решётки миллиметрового диапазона (ALMA), и обнаружили галактику со спиральной морфологией в ранней Вселенной, когда прошло всего 1,4 миллиарда лет с момента Большого взрыва. Это самая древняя из когда-либо наблюдавшихся галактик такого типа. Открытие спиральной галактики на такой ранней стадии является важным ключом к решению классических вопросов астрономии: "Как и когда образовались спиральные галактики?".
Мы живем в спиральной галактике. Спиральные галактики - основные объекты во Вселенной, на их долю приходится до 70% от общего числа галактик. Однако исследования показали, что количество спиральных галактик быстро уменьшается, если мы оглянемся на историю Вселенной. Так когда же возникли спиральные галактики?
Такафуми Цукуи, ведущий автор исследовательской статьи, опубликованной в журнале Science, и его научный руководитель Сатору Игучи, профессор SOKENDAI и Национальной астрономической обсерватории Японии, заметили галактику BRI 1335-0417 в Научном архиве ALMA. Эта галактика существовала 12,4 миллиарда лет назад и содержала большое количество пыли, которая заслоняла свет звезд, что затрудняло детальное изучение этой галактики в видимом свете. С другой стороны, ALMA может обнаруживать радиоизлучение ионов углерода в галактике, что позволяет астрономам изучать то, что там происходит.
Ученые обнаружили спиральную структуру, простирающуюся примерно на 15 000 световых лет от центра галактики размером с ⅓ Млечного Пути. Оценочная полная масса звезд и межзвездного вещества BRI 1335-0417 примерно идентична таковой в нашей Галактике.
"Поскольку BRI 1335-0417 - очень далекий объект, мы не сможем увидеть ее край галактики в этом наблюдении, - комментирует Цукуи. - Для галактики, существовавшей в ранней Вселенной, BRI 1335-0417 была огромной".
Возникает вопрос, как образовалась эта отличная спиральная структура всего за 1,4 миллиарда лет после Большого взрыва? Ученые рассмотрели множество возможных причин и предположили, что это могло быть связано с взаимодействием с небольшой галактикой. BRI 1335-0417 активно формирует звезды, и ученые обнаружили, что газ во внешней части галактики гравитационно нестабилен, что способствует звездообразованию. Эта ситуация, вероятно, возникает, когда большое количество газа поступает извне, возможно, в результате столкновений с меньшими галактиками.
Судьба BRI 1335-0417 также окутана тайной. Считается, что галактики, содержащие большое количество пыли в древней Вселенной и активно образовавшиеся звезды, являются предками гигантских эллиптических галактик в нынешней Вселенной. Затем BRI 1335-0417 изменит свою форму со спиральной галактики на эллиптическую в будущем. Или, вопреки общепринятому мнению, она может долгое время оставаться спиральной галактикой. BRI 1335-0417 будет играть важную роль в изучении эволюции форм галактик на протяжении долгой истории Вселенной.
Наша солнечная система расположена в одном из спиральных рукавов Млечного Пути. Отслеживание корней спиральной структуры даст нам ключ к разгадке среды, в которой зародилась Солнечная система. "Мы надеемся, что это исследование будет способствовать дальнейшему развитию нашего понимания истории образования галактик", - объясняет Игучи.
Источник: ALMA
