Очень далекая галактика из ранней Вселенной во многом похожа на Млечный Путь

Благодаря комплексу радиотелескопов ALMA, астрономы смогли идентифицировать очень молодую галактику, которая очень похожа на нашу. Свету этой чрезвычайно далекой галактики понадобилось более 12 миллиардов лет, чтобы прибыть сюда, поэтому астрономы считают, что это происходило, когда Вселенной было всего 1,4 миллиарда лет. 

Поскольку галактики все еще формировались в раннем возрасте Вселенной, ученые ожидали увидеть, что у этой галактике не будет четкой структуры или она будет менее различима, чем у зрелых галактик. Поэтому открытие было неожиданным, поскольку оно показывает, что в то время было меньше хаоса, чем ожидали ученые, что ставит под сомнение наше представления о том, как формируются галактики. Исследование было опубликовано в журнале Nature 12 августа 2020.

«Этот результат представляет собой прорыв в области формирования галактик, показывая, что структуры, которые мы наблюдаем в соседних спиральных галактиках и в нашем Млечном Пути, уже существовали 12 миллиардов лет назад», – говорит первый автор исследования Франческа Риццо из Института астрофизики в Германии.

Галактика, получившая название SPT0418-47, имеет по крайней мере две характеристики, аналогичные Млечному Пути; у нее есть вращающийся диск и группа звезд или выпуклостей, расположенных вокруг ее центра. Подобная выпуклость наблюдалась в ранней Вселенной впервые, и это самая далекая галактика, напоминающая Млечный Путь.

«Большим сюрпризом было обнаружение того, что эта галактика на самом деле очень похожа на близлежащие галактики, вопреки всем ожиданиям от моделей и предыдущих, менее подробных наблюдений», – сказал соавтор исследования Филиппо Браттернали из Астрономического института Каптейна при университете Гронингена в Нидерландах.

Галактики, подобные SPT0418-47, так далеко, что их изучение может помочь нам понять, как галактики эволюционируют. Свету SPT0418-47 понадобилось так много времени, чтобы попасть сюда, что мы видим его, когда Вселенной было десять процентов от своего нынешнего возраста, а галактики были еще младенцами.

Расстояние до этой галактики было настолько огромным, что исследователям фактически пришлось использовать другую галактику как своего рода увеличительное стекло, чтобы увидеть ее. Этот метод гравитационного линзирования искажает вид, заставляя галактику выглядеть, как световое кольцо вокруг другой галактики, что вы можете увидеть на обложке статьи. Истинная форма была восстановлена ​​исследователями с помощью вычислительных инструментов.

«Когда я впервые увидел реконструированное изображение SPT0418-47, я не мог поверить в это: открывался сундук с сокровищами», – сказал Риццо. «То, что мы обнаружили, было довольно загадочным; несмотря на то, что звезды образуются с высокой скоростью и, следовательно, являясь местом высокоэнергетических процессов, SPT0418-47 является наиболее упорядоченным галактическим диском, который когда-либо наблюдался в ранней Вселенной», – отметила соавторка исследования Симона Вегетти из Института астрофизики Макса Планка. «Этот результат весьма неожидан и имеет важное значение для познания эволюции галактик».

Исследователи добавили, что, хотя сейчас галактика имеет много общего с Млечным Путем, они ожидают, что она вырастет в эллиптическую, а не спиральную галактику.

DOI: 10.1038/s41586-020-2572-6