Астрономи виявили галактику, що обертається, в епоху, коли після Великого Вибуху минуло лише 550 мільйонів років, тобто коли вік Всесвіту становив 4% від нинішнього. Обертання свідчить про те, що ця молода галактика була не аморфною краплею, а радше організованим диском, як Молочний Шлях та схожі галактики, яким знадобилося понад 13 мільярдів років для розвитку. Це ще один доказ того, що галактики ростуть і еволюціонують швидше, ніж очікували теоретики.
Сара Босман (Sarah Bosman) з Інституту астрономії Макса Планка, яка не брала участі в дослідженні, сказала, що факт такого раннього об’єднання зір в диск не суперечить наявним теоріям, але розширює їх. «Таке раннє об’єднання можливе».
Зорі в цій молодій галактиці також були зрілими, а це означає, що вони утворилися за 300 мільйонів років до моменту спостереження галактики. Всесвіту тоді було лише 250 мільйонів років. Це гарна новина для космічного телескопа Джеймса Вебба. Його запустили минулого року і, як очікують науковці, він почне наукову роботу в липні поточного року. Якщо ці перші галактики породили багато зір під час спалаху процесу зореутворення на ранній стадії, вони, ймовірно, будуть «достатньо яскравими, щоб Вебб їх міг побачити», — сказав Річард Елліс (Richard Ellis), астроном з Університетського коледжу Лондона та співавтор нового дослідження. Астрономи сподіваються, що інструмент вартістю 10 мільярдів доларів відкриє багатство ранніх галактик, а не лише найбільші та найяскравіші, щоб вони могли зрозуміти, як ці ранні агломерації формувалися та еволюціонували.
Галактика, що має назву MACS1149-JD1 або скорочено просто JD1, не є найвіддаленішою з відомих, але нині це найвіддаленіша галактика в якої виявлено динаміку. Наукова група, до якої входив і Елліс, виявила JD1 у 2018 році як нечітку пляму на зображеннях, отриманих за допомогою Великої міліметрової/субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array, ALMA) — масиву з 66 радіотелескопів в чилійських Андах, а також Дуже великого телескопа Європейської південної обсерваторії в Чилі. За кольором галактики Елліс з колегами зрозуміли, що принаймні деякі з її зір були зрілими, бо вони, зазвичай, червоніють з віком. Але науковці не знали, як упорядковані ці зорі.
Вони вирішили виконати триваліші й докладніші спостереження на ALMA. Такі масиви телескопів мають здатність «збільшувати масштаб», якщо розмістити окремі антени далі одна від одної та об’єднати їхні сигнали за допомогою процесу, відомого як інтерферометрія. Наукова група спостерігала JD1, коли антени були розставлені на площі 2,5 кілометрів у поперечнику, що давало гостроту зору однієї антени такого розміру.
Коли астрономи спостерігають такі далекі об’єкти, то світло від них зміщується в червону ділянку спектра, бо фотони на шляху до спостерігача розтягуються через розширення Всесвіту. Міра цього «червоного зміщення» говорить астрономам, як далеко лежить об’єкт. Завдяки новому зображенню JD1 з високою роздільною здатністю дослідники також виявили ледве помітні відмінності в червоному зміщенні по всій поверхні галактики. Цього можна було б очікувати від об’єкта, що обертається. У ньому одна частина рухається до спостерігача, а інша — від нього. Як повідомили науковці в Astrophysical Journal Letters, різниця в швидкості між різними боками галактики становила 120 кілометрів на секунду. «Ми були дуже схвильовані, коли побачили мапу розподілу швидкості», — сказав Елліс.
Дослідники задали значення розподілу швидкості в модель галактики, і з’ясували, що воно добре відповідає дисковій галактиці з масою від 1 до 2 мільярдів мас Сонця. Це мало, як порівняти з Молочним Шляхом. Його маса становить 1 трильйон сонячних мас, і, отже, JD1 обертається повільніше, ніж наша галактика. Швидкість її обертання становить приблизно чверть від швидкості нашої галактики. Босман сказала, що виявлення обертової галактики на такому ранньому етапі історії Всесвіту є «дивним», але дані «повністю відповідають галактиці з диском».
Астрономам не доведеться довго чекати, щоб дізнатися, чи є JD1 винятком, чи дискові галактики вже існували в молодому Всесвіті. Науковці очікують, що телескоп Джеймса Вебба виявить багато галактик у перші півмільярда років існування Всесвіту. «Ми переходимо від однозначних чисел до сотень», — каже Босман. «Принаймні я на це сподіваюся!»
За інф. з сайту www.science.org
