Астрономи виявили ранні галактики з дисковими структурами

Астрономи з проєкту CRISTAL використали телескоп ALMA для вивчення галактик, які існували лише через мільярд років після Великого вибуху. Дослідження дозволило отримати детальні знімки внутрішніх структур цих давніх космічних об'єктів та зрозуміти процеси, що відбувалися в них на ранніх етапах розвитку Всесвіту.

Доктор Родріго Ігнасіо Еррера Камус з Університету Консепсьйон пояснив унікальні можливості телескопа ALMA: «Неймовірна здатність ALMA бачити крізь пил і газ дозволила нам спостерігати ці віддалені галактики з надзвичайною деталізацією. Ми бачимо не просто світлові плями, а розрізняємо внутрішні структури цих галактик і дізнаємося про процеси, що відбуваються всередині них.»

У рамках огляду CRISTAL астрономи зосередилися на вибірці галактик, що активно утворюють зорі. Ці галактики демонстрували типовий зв'язок між масою галактики та швидкістю зоряного утворення. Спостереження ALMA виявили різноманітні структури та поведінку цих ранніх космічних систем.

Деякі галактики показали ознаки впорядкованого обертання, що свідчить про формування ранніх дискових структур. Такі спостереження вказують на те, що навіть у ранньому Всесвіті галактики могли мати організовану структуру, схожу на сучасні спіральні галактики. Інші галактики демонстрували хаотичні рухи та порушені форми, що є характерними ознаками зіткнень і злиття галактик.

ALMA також виявив хмари газу, які проявлялися через випромінювання специфічного типу світла від іонізованого вуглецю. Ці газові хмари простягалися далеко за межі областей активного зоряного утворення. Це відкриття свідчить про те, що галактики оточені величезними газовими резервуарами, які потенційно можуть живити майбутнє зоряне утворення або виштовхуватися потужними потоками речовини.

Багато галактик демонстрували зоряне утворення, що відбувалося в окремих згустках. Це спостереження надає цінну інформацію про те, як народжуються зорі в цих ранніх системах. Такий характер зоряного утворення відрізняється від процесів, які ми спостерігаємо в сучасних галактиках, де зоряне утворення часто відбувається більш рівномірно.

Особливо інтригуючим виявилося відкриття ранньої галактики під назвою CRISTAL-10. Ця галактика демонструє надзвичайний дефіцит випромінювання іонізованого вуглецю відносно свого далекого інфрачервоного світла. Це співвідношення схоже на те, що спостерігається в галактиці Arp 220, одній з найяскравіших і найбільш затемнених галактик у локальному Всесвіті.

Подальше вивчення галактики CRISTAL-10 може розкрити джерело енергії та фізичний стан міжзоряного середовища в ранньому Всесвіті. Такі екстремальні характеристики роблять цю галактику унікальним об'єктом для розуміння процесів, що відбувалися в перші мільярди років після Великого вибуху.

Доктор Еррера Камус підкреслив значення отриманих даних: «CRISTAL надає такі детальні дані, які просто неможливо було отримати до появи ALMA. У нас є новий сімейний портрет еволюції ранніх галактик. Ці спостереження кидають виклик нашим існуючим моделям формування галактик і відкривають нові напрями для досліджень.»

Огляд CRISTAL демонструє потужність телескопа ALMA для вивчення еволюції галактик у ранньому Всесвіті. Відстежуючи холодний газ і пил, які живлять зоряне утворення, ALMA допомагає вченим скласти історію того, як утворилися галактики, подібні до нашого Чумацького Шляху.

Результати дослідження мають важливе значення для розуміння космічної еволюції. Вони показують, що процеси формування галактик у ранньому Всесвіті були більш різноманітними та складними, ніж передбачали попередні теоретичні моделі. Спостереження впорядкованих дискових структур поряд з хаотичними злиттями свідчать про те, що різні механізми формування галактик діяли одночасно в ранньому Всесвіті.

Виявлення обширних газових резервуарів навколо ранніх галактик також має важливі наслідки для розуміння того, як галактики отримували матеріал для продовження зоряного утворення. Ці резервуари могли служити джерелом «палива» для майбутніх поколінь зір або, навпаки, виштовхуватися з галактик внаслідок потужних зоряних вітрів і вибухів наднових.

Дослідження CRISTAL відкриває нові можливості для вивчення ранніх етапів космічної історії та допомагає вченим краще зрозуміти, як сформувався сучасний Всесвіт з його різноманітними галактичними структурами.