Уеб наблюдава близнака на Млечния път в ранната вселена

Астрономи, използващи космическия телескоп James Webb, откриха Ceers-2112, най-отдалечената изолирана спирална галактика, наблюдавана досега. Това предизвиква предишни предположения за еволюцията на галактиките, показва, че галактиките са се организирали по-рано, отколкото се смяташе досега, и може да доведе до промени в теоретичните модели на формирането на галактиките.

Изследователският екип, включително астроном от Калифорнийския университет, Ривърсайд, направи откритието с помощта на Космически телескоп Джеймс Уеб.

Използвайки космическия телескоп Джеймс Уеб, международен екип, включващ астронома Александър де ла Вега от Калифорнийския университет, Ривърсайд (UCR), откри най-отдалечената спирална галактика с прегради, подобна на галактика. млечен път което се наблюдава досега.

Досега се смяташе, че спирални галактики с прегради като Млечния път не могат да бъдат наблюдавани преди Вселената, която се оценява на 13,8 милиарда години, да достигне половината от настоящата си възраст.

Изследване, публикувано в сп природа Тази седмица то беше ръководено от учени от Центъра по астробиология в Испания.

„Тази галактика, наречена Церера-2112, се формира малко след появата си голямата експлозияказа съавторът де ла Вега, постдокторант в катедрата по физика и астрономия. „Намирането на ceers-2112 показва, че галактиките в ранната вселена могат да бъдат подредени като Млечния път. Това е изненадващо, защото галактиките са били много по-хаотични в ранната вселена и много малко от тях са имали структури, подобни на Млечния път. ”

Разбиране на галактическите барове

Ceers-2112 има бар в центъра. Де ла Вега обясни, че галактическата лента е структура, съставена от звезди в галактики. Унгарските кръчми са като баровете в нашето ежедневие, като бонбон. Той каза, че е възможно да се намерят решетки в неспирални галактики, но те са много редки.

„Почти всички ленти се намират в спирални галактики“, каза де ла Вега, който се присъедини към UCLA миналата година, след като получи докторска степен по астрономия от университета Джон Хопкинс. „Лентата в CEERS-2112 предполага, че галактиките са узрели и са се организирали много по-бързо, отколкото смятахме преди, което означава, че някои аспекти на нашите теории за образуването и еволюцията на галактиките трябва да бъдат преразгледани.“

Художествено представяне на спиралната галактика с прегради Circe-2112, наблюдавана в ранната вселена. Земята се отразява във въображаем балон, заобикалящ галактиката, което показва връзката между Млечния път и CEERS-2112. Кредит: Лука Костантин/CAB/CSIC-INTA

Предишното разбиране на астрономите за еволюцията на галактиките беше, че са били необходими няколко милиарда години, преди галактиките да станат достатъчно организирани, за да развият барове.

„Откриването на Ceers-2112 показва, че това може да се случи само за малка част от това време, около милиард години или по-малко“, каза де ла Вега.

Според него се смята, че галактическите ленти се образуват в спирални галактики със звезди, въртящи се по подреден начин, както в Млечния път.

„В такива галактики лентите могат да се образуват спонтанно поради нестабилност в спиралната структура или гравитационни ефекти от съседна галактика“, каза де ла Вега. „В миналото, когато Вселената е била много млада, галактиките са били нестабилни и хаотични. Смятало се е, че решетките не могат да се образуват или да продължат дълго в галактиките в ранната Вселена.

Последици от откритието и неговия принос

Очаква се откриването на Ceers-2112 да промени поне два аспекта на астрономията.

Александър де ла Вега е постдокторант в Университета на Калифорния, Ривърсайд. Кредит: Александър де ла Вега, UC Riverside

„Първо, теоретичните модели на образуването и еволюцията на галактиките ще трябва да вземат предвид, че някои галактики са станали достатъчно стабилни, за да приемат барове много рано в историята на Вселената“, каза де ла Вега. „Тези модели може да се наложи да се коригират за количеството тъмна материя, образуваща галактики в ранната вселена, тъй като се смята, че тъмната материя влияе върху скоростта, с която се образуват ленти. Второ, откритието на CEERS-2112 показва, че структури като ленти могат да бъдат открити когато Вселената е била много млада. Това е важно, защото галактиките в далечното минало са били по-малки, отколкото сега, което прави лентите по-трудни за намиране. Откриването на CEERS-2112 проправя пътя за откриването на повече ленти в младата вселена.

Де ла Вега помогна на изследователския екип, като оцени червеното отместване и свойствата на Ceers-2112. Той също така допринесе за тълкуването на измерванията.

„Червеното отместване е наблюдаемо свойство на галактика, което показва колко далеч е тя и колко назад във времето може да се види галактиката и е резултат от крайната скорост на светлината“, каза той.

Това, което изненада де ла Вега най-много от откриването на Ceers-2112, беше степента, до която свойствата на пръчката му можеха да бъдат ограничени.

„Първоначално мислех, че откриването и оценяването на свойствата на лентите в галактики като SEARS-2112 ще бъде изпълнено с несигурност на измерванията“, каза той. „Но силата на космическия телескоп James Webb и опитът на нашия изследователски екип ни помогнаха да установим силни ограничения върху размера и формата на лентата.“

В UCLA де ла Вега ръководи астрономическата дейност. Той планира вечери с телескопи в и извън кампуса и посещава местни училища, за да прави презентации по астрономия. Той също така води поредица от публични разговори по астрономия, наречени „Космически четвъртъци“, както и еднократни събития за специални поводи, като партита за гледане на затъмнения.

Документът е озаглавен „Спирална галактика с прегради, подобна на Млечния път, при червено отместване 3“.

Справка: „Подобна на Млечния път спирална галактика с прегради при червено отместване 3“ от Лука Костантин, Пабло Г. Перес Гонзалес, Ючен Гу, Киара Бутета, Шарда Годжи, Михаела Б. Багли, Гилермо Баро, Джехан С. Kartaltepe, Anton M. Kokemoyer, Cristina Capello, Enrico Maria Corsini, Jairo Méndez Abreu, Alexandre de la Vega, Karthik J. Iyer, Laura Bisgiello, Yingjie Cheng, Lorenzo Morelli, Pablo Arrabal Haro, Fernando Buitrago, M. C. Cooper, Avishay Dekel, Марк Дикинсън и Стивън Л. Финкелщайн, Мауро Джавалеско, Бени У. Холверда, Марк Уертас-Компани и Рей А. Лукас, Кейси Папович, Нор Пиеркал, Лиз-Мари Сили, Хесус Вега-Фереро, Стийн Уейтс и Лий Арън Йънг, 8 ноември 2023 г., природа.
doi: 10.1038/s41586-023-06636-x