Космический телескоп James Webb получил снимок пяти галактик, находящихся в процессе слияния в одну обширную систему. При этом мы видим их в момент, когда Вселенной было всего 800 млн лет. Это вызывает новые вопросы о ее ранней эволюции.
Неожиданное открытие телескопа James Webb
Астрономы из Техасского университета A&M обнаружили редкое явление плотного столкновения галактик в ранней Вселенной, что свидетельствует о том, что галактики взаимодействовали и формировали свое окружение гораздо раньше, чем предполагали ученые.
Используя наблюдения из космического телескопа James Webb, исследователи обнаружили процесс слияния по меньшей мере пяти галактик примерно через 800 млн лет после Большого взрыва, а также доказательства того, что столкновение привело к перераспределению тяжелых элементов за пределами самих галактик.
До появления James Webb астрономы предполагали, что сложные слияния галактик и распространение кислорода и других продуктов звездного синтеза станут привычным явлением спустя более миллиарда лет после Большого взрыва. Это открытие показывает, что эти процессы начались гораздо раньше, чем предполагали модели.
Доктор Вайда Ху, постдокторский исследователь и главный автор исследования, доктор Кейси Папович, профессор физики и астрономии, опубликовали свои выводы в журнале Nature Astronomy.
Квинтет James Webb
На этом раннем этапе космической истории астрономы обычно ожидают, что галактики будут относительно небольшими и изолированными. Недавно открытая система, получившая название «Квинтет James Webb», демонстрирует взаимодействие нескольких галактик в компактной области космоса, окруженной ореолом газа, богатого кислородом.
Хотя галактики разделены десятками тысяч световых лет, они занимают чрезвычайно компактную область пространства и образовывали звезды со скоростью примерно в 250 раз больше массы Солнца в год, что намного превышает типичные показатели галактик того времени.
Распространение тяжелых элементов вокруг галактик
Исследователи также обнаружили расширенное гало со светящимся газом, соединяющим несколько галактик. Газ излучает свет от ионизированного кислорода и водорода. Удивительным результатом является то, что этот газ находится вне галактик. Элементы, такие как кислород, образуются только внутри звезд и позже выводятся из галактик при столкновении.
Анализ команды ученых свидетельствует, что обогащение происходило преимущественно под влиянием гравитационных взаимодействий во время слияния, а не только под влиянием галактических ветров, являющихся прямым доказательством того, что столкновения галактик формировали окружающую среду в молодой Вселенной.
Развитие теории ранней эволюции галактик
Папович отмечает, что это открытие является важным, поскольку оно помогает объяснить растущее несоответствие между прогнозами астрономов и тем, что на самом деле наблюдает JWST. «Показав, что такая сложная система, образовавшаяся в результате слияния, существовала так рано, это открытие указывает нам на то, что наши теории о формировании галактик — и о том, как быстро это происходит — нуждаются в обновлении, чтобы соответствовать реальности», — сказал Папович.
Это открытие может помочь объяснить, почему JWST обнаруживает все больше массивных галактик, которые уже через несколько миллиардов лет после Большого взрыва являются преимущественно неактивными. Если системы, подобные Квинтету JWST, быстро сливаются и исчерпывают запасы газа на ранних этапах, они могли эволюционировать в те массивные галактики, которые наблюдаются в более поздние космические эпохи.
Будущие наблюдения JWST будут изучать движение газа и галактик внутри системы, предоставляя дополнительные сведения о том, как формировались ранние космические структуры.
По материалам phys.org
