Ученые воссоздали эволюцию Млечного Пути: от бурного формирования до современного облика

Канадские исследователи космоса подготовили наиболее полную на сегодняшний день хронику развития Млечного Пути. Используя мощности орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб» (JWST), они провели глубокий анализ 877 звездных систем, чьи физические параметры соответствуют предполагаемому облику нашей Галактики на разных этапах её долгого пути.

Обнаруженные «аналоги» позволяют проследить историю Вселенной в интервале от 1,5 до 10 миллиардов лет после Большого взрыва (при общей оценке возраста мироздания в 13,8 млрд лет). Анализируя предельно далекие объекты, астрономы выстроили визуальную летопись трансформации Млечного Пути. Выяснилось, что на заре своего существования наша Галактика пережила эпоху хаоса и катаклизмов, прежде чем сформировалась в упорядоченную спиральную структуру, которую мы наблюдаем сегодня.

Согласно морфологической классификации Хаббла, звездные системы подразделяются на эллиптические, спиральные и спиральные с перемычкой. Эллиптические структуры отражают ранние фазы эволюции; для них характерно отсутствие четкого рисунка и дефицит межзвездного газа. Спиральные системы, напротив, обладают выраженным центральным ядром (балджем) и плоским диском с рукавами, где активно рождаются новые светила. Галактики с неопределенной формой классифицируются как неправильные.

В ходе работы команда синтезировала снимки сверхвысокого разрешения, полученные от JWST и «Хаббла», для создания детального профиля сотен ранних галактик. Объединив данные оптического диапазона с новейшими инфракрасными наблюдениями, ученые разработали карты распределения звездного вещества и динамики звездообразования для каждого изучаемого объекта.

Анализ выявил четкую закономерность: подобные Млечному Пути системы развивались по принципу «изнутри наружу» в период от 3 до 4 миллиардов лет после Большого взрыва. Процесс начинался с формирования плотных центральных ядер, после чего происходило наращивание массы на периферии за счет поглощения соседних структур и притока свежего газа, что постепенно привело к появлению протяженных спиралей.

Компьютерное моделирование в целом подтвердило данную концепцию роста. Однако в ряде случаев симуляции не смогли в точности воспроизвести аномально высокую концентрацию материи в центрах древних галактик, а также недооценили темпы накопления массы на их окраинах. Эти расхождения накладывают важные ограничения на существующие теоретические парадигмы, заставляя пересмотреть механизмы обратной связи и частоту галактических слияний.

«Астрономы десятилетиями пытались смоделировать генезис Млечного Пути и схожих спиральных систем, — поясняет ведущий автор исследования доктор Вивиан Тан. — Поразительно, что благодаря JWST мы наконец можем верифицировать эти гипотезы и воочию наблюдать, как предки нашей Галактики росли вместе с расширяющейся Вселенной».

Ключевым выводом исследования стало подтверждение того, что ранняя история Млечного Пути была куда более хаотичной, чем принято было считать. Данные указывают на эпоху непрерывных столкновений и активного поглощения материи, сопровождавшуюся мощными всплесками рождения звезд. В будущем ученые намерены использовать ресурсы JWST для изучения еще более ранних этапов, когда возраст первых галактик составлял всего 3% от нынешнего.

Источник: iXBT