DigitalArtSpace

Телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) и дальше раскрывает подробности о том, какой была ранняя Вселенная. Согласно недавнему исследованию, проведенному астрофизиками из Кембриджского университета, галактики, появившиеся всего через 800 млн – 1,5 млрд лет после Большого взрыва, демонстрировали значительно большую степень беспорядка, чем предполагалось ранее.

Используя уникальные возможности прибора NIRCam, установленного на телескопе JWST и работающего в режиме гризм-спектроскопии, исследователи получили возможность одновременно получать изображения и спектры, что позволило измерить движение и температуру газа внутри галактик. В ходе анализа было рассмотрено 213 галактик с красными смещениями от z ≈ 3.9 до 6.5 — свет от которых достиг нас более 12 миллиардов лет. Массы этих галактических систем варьировались от 100 миллионов до 10 миллиардов солнечных масс, а интенсивность звездообразования достигала 100 солнечных масс в год — во много раз превышая показатели современного Млечного пути.

Главным открытием стало неожиданное заключение: лишь приблизительно треть галактик на этой ранней стадии эволюции представляли собой вращающиеся системы, где движение газа организовано вокруг единой оси. Значительная часть объектов демонстрировала турбулентность и не имела чётко сформированного диска. Средняя разброс скоростей газа составляла около 100 км/с, а соотношение скорости вращения к турбулентности варьировалось от 1 до 2. В современных спиральных галактиках этот показатель, как правило, превышает 5, что указывает на преобладание упорядоченного вращения.

Авторы отмечают, что подобное поведение свидетельствует о том, что большинство ранних галактик формировались в условиях внутреннего беспорядка: газовые потоки внутри них перемещались во всех направлениях, а не по орбите, расположенной в одной плоскости. Многие системы находились в состоянии нестабильного равновесия, что, скорее всего, было вызвано слияниями, высоким содержанием газа и интенсивными вспышками звездообразования. Это согласуется с моделями, которые предсказывают, что формирование спокойных дискообразных структур требует времени и становится возможным лишь при снижении турбулентности и увеличении массы.

Учёные создали новый комплекс моделей geko для анализа данных, который позволяет определять кинетические параметры по линии Hα и другим спектральным характеристикам ионизированного газа. Благодаря этому методу стало возможным оценить распределение скоростей внутри галактик и сопоставить его с результатами наблюдений, полученных в рамках проекта JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) и других исследованиях FRESCO и CONGRESS.

Анализ данных свидетельствует о том, что формирование спокойных, плоских дисков, подобных нашей галактике Млечный Путь, началось спустя несколько миллиардов лет после Большого взрыва. Преобразование от неорганизованных, богатых газом структур к стабильным вращающимся галактикам представляло собой длительный и поэтапный процесс. По мнению авторов, «на z ≈ 4–6 диски не являются преобладающим типом галактик, однако их распространенность возрастает по мере развития Вселенной».

Данное исследование позволяет получить более глубокое понимание процессов, благодаря которым галактики приобрели свои нынешние характеристики, и того, как из динамичных скоплений газа сформировались стабильные структуры, подобные нашей Млечной системе. В будущих исследованиях ученые намерены использовать информацию о холодном газе и пыли, чтобы проанализировать, насколько синхронно развивались различные составляющие галактик и как турбулентность постепенно сменилась упорядоченностью.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.