Астрономы давно знают, что у большинства современных дисковых галактик есть два слоя — тонкий и толстый диски. Но вопрос, как именно эти структуры появляются и развиваются, оставался открытым. Благодаря данным телескопа James Webb ученые теперь могут проследить этот процесс на ранних этапах существования Вселенной.
Исследовательская группа изучила 111 дисковых галактик, снятых телескопом James Webb. Все они были видны с ребра, что позволило наблюдать вертикальное строение дисков. Выборка охватывала объекты на разных стадиях развития — от нынешних до тех, что существовали 10 миллиардов лет назад.
Анализ показал: в ранней Вселенной преобладали галактики с одним толстым диском. Со временем у них начал формироваться второй слой — тонкий диск, состоящий из молодых, богатых металлами звезд. Такая структура доминирует в более поздние эпохи.
Исследование позволило классифицировать галактики: 28 из них имеют один диск, 39 — диск и балдж, 19 — два диска, 25 — два диска и балдж. Причем массивные галактики перешли к двухслойной структуре раньше — около 8 млрд лет назад. В менее массивных этот процесс начался позже, примерно 4 млрд лет назад.
Астрономы проанализировали также движение газа и внутреннюю структуру звезд. Они пришли к выводу, что наиболее вероятной остается модель «рождения горячим»: толстый диск формируется в условиях турбулентного газового окружения, затем, по мере стабилизации, появляется тонкий.
При этом наблюдения не исключают одновременное развитие двух компонентов. Авторы исследования отмечают, что рост толстого диска может продолжаться даже после появления тонкого. Такой перекрывающийся процесс противоречит идее строго поэтапного формирования.
Полученные результаты помогают точнее понять историю Млечного Пути и оценить эволюцию других галактик.