Во Вселенной нашли галактику, которая «созрела» слишком рано

Галактика, существовавшая всего через 4,5 миллиарда лет после Большого взрыва, уже имела сложную внутреннюю структуру, которую ученые ожидали увидеть в гораздо более молодых объектах. Об открытии сообщается в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества».

Это открытие показывает, что некоторые галактики могли развиваться гораздо быстрее, чем считалось ранее. Вместо постепенного формирования сложных структур уже на ранних этапах истории Вселенной они могли приобрести черты современных галактик.

Галактика повзрослела раньше времени

Объект исследования — галактика CEERS4031. Ученые наблюдали ее такой, какой она была около 9 миллиардов лет назад, когда возраст Вселенной составлял примерно треть ее нынешнего возраста.

В ее центре астрономы обнаружили ядерный диск — компактную область звезд, вращающуюся вокруг центра галактики и содержащую большое количество молодых звезд. Подобные структуры хорошо известны в близких к нам зрелых галактиках, но на столь раннем этапе космической истории они ранее не обнаруживались.

По мнению исследователей, обнаруженный диск уже обладает многими особенностями современных ядерных дисков: он компактен, активно образует звезды и демонстрирует признаки организованного роста. Это указывает на то, что галактики, возможно, достигли зрелости быстрее, чем предполагают модели их эволюции.

Звездный прыгун спровоцировал реструктуризацию галактики

Ученые полагают, что ключевую роль в появлении ядерного диска сыграла звездная полоса — длинная структура из звезд, проходящая через центральную часть галактики.

Такие перемычки встречаются во многих современных спиральных галактиках. Они могут действовать как своего рода космический «транспортер», перемещая газ и звезды к центру. Этот процесс способствует образованию новых звезд и меняет внутреннюю структуру галактики.

Предыдущие наблюдения показали, что звездные бары могли появиться довольно рано, однако у ученых не было прямых доказательств того, что они уже активно перестраивают галактики в молодой Вселенной.

«Это замечательное и неожиданное открытие, которое заставит астрономов пересмотреть представление об эволюции галактик и влиянии звездных баров в ранней Вселенной», — сказала Зои Ле Конте, ведущий автор исследования из Даремского университета.

Она сказала, что изображения и данные телескопа Джеймса Уэбба продолжают показывать, что зрелые галактики существовали намного раньше, чем думали ученые.

Следы роста первых черных дыр

Открытие может помочь не только в изучении формирования галактик. Ядерные диски считаются возможными источниками газа для сверхмассивных черных дыр, расположенных в центрах большинства крупных галактик.

По мере движения газа к центральной области галактики он может постепенно проникать в зону влияния черной дыры и способствовать ее росту. Поэтому изучение таких структур помогает понять, как первые гигантские черные дыры смогли появиться в ранней Вселенной.

Теперь исследовательская группа планирует провести дополнительные наблюдения CEERS4031. Ученые хотят выяснить, как именно двигались газ и звезды внутри галактики и насколько эффективно звездный мост мог направлять материю к ее центру.

Новые данные могут изменить представления о том, как быстро первые галактики превратились из хаотических скоплений молодых звезд в сложные системы, подобные тем, которые окружают нас сегодня.