JWST взглянул на первые в истории галактики.

С момента первого выпуска данных космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) в июле стало ясно, что этот телескоп полностью изменит наш взгляд на далекую Вселенную. Галактики, которые выглядели как безликие капли при просмотре через космический телескоп Хаббла , теперь можно рассмотреть с невероятной детализацией, несмотря на то, что Хаббл был одним из ведущих телескопов мира в течение последних 30 лет.

Четыре галактики из поля SMACS 0723 (в центре внимания сегодняшней статьи), видимые космическим телескопом Хаббла (слева) и космическим телескопом Джеймса Уэбба (справа). Каждый из них отображает особенности, которые не были обнаружены с помощью Хаббла, но их легко увидеть с помощью JWST.

Возможность измерить форму галактик (известную как их морфология ) жизненно важна, если мы хотим понять, как образовались галактики, включая наши собственные . Галактики обычно бывают двух форм: тонкие, изящные галактики в форме диска и эллиптические галактики в форме сфероида , но до сих пор не совсем ясно, как и когда возникли эти разные галактические структуры. В сегодняшней статье используются ранние наблюдения JWST большого скопления галактик , называемого SMACS 0723 , для измерения формы очень далеких галактик. С помощью этих захватывающих новых данных авторы надеются расширить наши знания об эволюции галактик вплоть до самой зари нашей Вселенной.

Увеличение первых галактик

Это фото SMACS 0723 — одно из первых изображений, выпущенных JWST. Скопление расположено на расстоянии около четырех миллиардов световых лет с красным смещением 0,4, но сегодняшняя статья на самом деле смотрит на еще более далекие галактики на заднем плане этого изображения — многие из них были увеличены за счет гравитационного линзирования .кластера. В частности, он рассматривает 280 фоновых галактик с красными смещениями от 1,5 до 8, что означает, что мы видим их всего через 1-4 миллиарда лет после начала Вселенной.

Авторы сначала измеряют формы галактик, используя количественные свойства галактик, такие как их концентрация и асимметрия . Однако их действительно захватывающие результаты были получены в результате классификации этих галактик на глаз и разделения их на три категории: диски, сфероиды и «пекулярные».

Галактики этого третьего класса имеют неправильную форму, что может быть вызвано такими процессами, как звездообразование или приливные взаимодействия . В качестве альтернативы, столкновения между галактиками (известные как « слияния галактик“), которые в настоящее время находятся в процессе, могут привести к этим “пекулярным” галактикам. Считается, что эти жестокие события играют важную роль в эволюции галактик: в ранних слияниях Вселенной большое количество массы слипается, что позже может сформировать галактический диск. Позже они смогут разрушить эти хрупкие дисковые структуры, превратив дисковые галактики в безликие эллиптические.

Оказывается, при больших красных смещениях (от 3 до 6) около половины галактик имеют форму диска. Это намного выше, чем мы думали ранее — данные телескопа Хаббл показывают, что он обнаружил долю диска менее 10% при аналогичных красных смещениях! Интересно, что, согласно JWST, доля диска также остается примерно постоянной во всем диапазоне красных смещений.

Доля сфероидных, дисковых и пекулярных галактик с разными красными смещениями, измеренная с помощью JWST в сегодняшней статье и с помощью Хаббла (HST) в предыдущей работе. Тенденции, обнаруженные Хабблом, предсказывали, что количество дисков будет уменьшаться при красных смещениях, превышающих три, и что большинство галактик будут пекулярными. JWST показывает, что это не так.

Менее турбулентная Вселенная?

Наша нынешняя идея о том, что слияния собирают галактики в ранней Вселенной, означает, что мы ожидаем найти много пекулярных галактик и несколько дисков с большим красным смещением, поскольку эти диски все еще находятся в процессе формирования. Однако почти постоянная доля диска, обнаруженная в этом исследовании, указывает на то, что дисковые галактики (например, Млечный Путь) существуют в довольно стабильном состоянии более 10 миллиардов лет, что, по-видимому, противоречит нашим старым представлениям.

Так что же происходит? Есть несколько способов интерпретировать эти результаты. Возможно, что почти все слияния происходят во Вселенной очень рано, быстро образуя дисковые галактики, и что эти диски существуют до наших дней, потому что недавние слияния происходят гораздо реже, чем предполагают наши современные теории. В качестве альтернативы может быть, что только некоторые классы галактик образуются путем слияния, или даже слияния просто гораздо реже разрушают дисковые структуры, чем мы думали ранее.

В любом случае, это указывает на то, что нам, возможно, потребуется уточнить текущие теоретические представления о том, как галактики собираются и развиваются посредством слияний, что является одним из ключевых предсказаний нашей широко принятой модели Вселенной
(лямбда-холодная темная материя , или Л, модель).

#наука #открытие #исследование #jwst #галактика #космос #телескоп #звезда #древность