Астрономическая команда из Университета Милана-Бикокка при помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) открыла величественную спиральную галактику, существовавшую менее чем через 2 миллиарда лет после Большого взрыва. Эта галактика, получившая имя «Большое Колесо», стала настоящей сенсацией для исследователей, так как её размер и уровень развития противоречат нынешним представлениям о скорости эволюции галактик в ранней Вселенной.
Эта галактика находится на расстоянии 11,7 миллиарда световых лет от Земли, в непосредственной близости от квазара — активной сверхмассивной чёрной дыры, испускающей огромное количество энергии. Масса «Большого Колеса» в 5 раз превышает массу нашего Млечного Пути, а его диаметр достигает 100 тысяч световых лет. Используя спектрограф NIRSpec на борту JWST, астрономы определили скорость вращения галактики: она составляет около 480–800 км/с, что типично для современных спиральных систем, таких как наша галактика. Кривая вращения, демонстрирующая увеличение скорости от центра к краям диска, подтвердила наличие структуры, свойственной зрелым галактикам.
Наибольшим удивлением стало то, что объект соответствует закону Талли-Фишера, связывающему массу галактики с её максимальной скоростью вращения. Ранее считалось, что эта зависимость актуальна лишь для «взрослых» галактик. Данное открытие свидетельствует о том, что через 2 миллиарда лет после рождения Вселенной существовали структуры, поведение которых напоминало галактики, прошедшие миллиарды лет эволюционного процесса.
«Эта галактика — настоящий вызов традиционным представлениям. Её размеры и динамика больше подходят для зрелых систем, но в ту древнюю эпоху она должна была быть иной», — отметил Чарльз Стейдел, ведущий автор исследования.
Ответ может заключаться в необычной плотности галактик в том регионе. Численность галактик там более чем в 10 раз превышает средние значения для Вселенной. Исследователи предполагают, что в такой среде активные процессы аккреции, то есть падения газа на галактику, могли обеспечивать стабильный угловой момент для формирования диска. Кроме того, частые слияния с соседними газонасыщенными галактиками могли значительно ускорить рост «Большого Колеса».
«Мы находим свидетельства того, что в экстремально плотных средах галактики могли расти не линейно, а скачкообразно», — пояснил соавтор исследования Себастьяно Канталупо. — Это меняет наше представление о формировании крупнейших структур в ранней Вселенной.»
Это открытие ставит под сомнение современные космологические модели, описывающие формирование галактик. Фактически, масса и скорость вращения «Большого Колеса» соответствуют тем, которые предсказывают для гораздо более близких к нам объектов, возникших в более поздние периоды. Астрономам предстоит пересмотреть механизмы, позволяющие галактикам в плотных кластерах развиваться быстрее, чем предполагалось.
Учёные намерены продолжать поиски подобных объектов в других частях ранней Вселенной. Если такие галактики окажутся своеобразной нормой, это значительно изменит наши представления о формировании крупных структур.
Источник: iXBT
