Похоже, астрономам придётся пересматривать свои представления о рождении галактик. И виной тому недавно открытая звёздная система. Когда возраст Вселенной составлял лишь 10% от нынешнего, она была уже вполне сформировавшейся и взрослой "дамой". Согласно общепринятым теориям, галактика не должна была достичь такой зрелости.
Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature.
Бурное детство галактик
Согласно большинству моделей, массивные дисковые галактики, такие как Млечный Путь, образовывались постепенно. Первые звёзды зажглись в них уже в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва (произошедшего 13,8 миллиарда лет назад). Но, чтобы набрать нынешнюю массу, им понадобилось около шести миллиардов лет. Всё это время масса звёздных систем прирастала за счёт поглощения соседних галактик и горячего межгалактического газа.
Столь бурное детство оставляет свой след на облике галактики. В этот период она мало напоминает упорядоченный диск, в котором большинство звёзд обращается вокруг центра системы в одну сторону. Скорее уж она похожа на хаотичное облако, в котором светила движутся кто куда. Именно это обычно и видят исследователи, наблюдая далёкое прошлое галактик.
(Тут стоит пояснить, что астрономы заглядывают в раннюю Вселенную вовсе не при помощи машины времени. Дело в том, что свет самых далёких галактик очень долго добирается до земных телескопов. Поэтому сегодня мы видим их такими, какими они были миллиарды лет назад, когда это излучение было испущено.)
"Большинство галактик, которые мы находим в ранней Вселенной, напоминают поезда после крушения, потому что они подвергались последовательным и часто катастрофическим слияниям [с другими галактиками]", – рассказывает первый автор статьи Марсель Нилман (Marcel Neeleman) из Института астрономии Общества имени Макса Планка.
В последние годы появились альтернативные модели, в которых дисковые галактики формируются всего за миллиард лет, и основным материалом для них является холодный газ. Но до сих пор эти новые теории не имели веских наблюдательных подтверждений.
Система, которая родилась взрослой
Всё изменилось благодаря радиотелескопу ALMA. Исследователи открыли галактику DLA0817g, которую они неофициально назвали диском Вулфа, в честь американского астронома Артура Вулфа (Arthur Wolfe), почившего в 2014 году.
Эта звёздная система стала самой далёкой галактикой, у которой удалось обнаружить вращение диска. Согласно наблюдениям, он вращается со скоростью 170 километров в секунду. Примерно так же быстро вертится и диск Млечного Пути.
Между тем сейчас мы видим DLA0817g такой, какой она была, когда возраст Вселенной составлял всего 10% от нынешнего. Удивительно, что столь юная система представляет собой упорядоченный вращающийся диск. Это не согласуется с традиционными теориями многократных слияний, о которых мы рассказывали выше. Зато модели быстрого формирования галактики из холодного газа получили неожиданное подтверждение.
"Предыдущие исследования лишь намекали на существование этих ранних вращающихся богатых газом дисковых галактик. Теперь благодаря ALMA у нас есть однозначные доказательства того, что они существовали уже через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва", – отмечает Нилман.
Однако даже для новых теорий диск Вулфа является проблемой. В нём слишком много холодного газа, и он вращается слишком быстро, нежели следует из этих моделей. Так что, похоже, природа вновь заставила специалистов вносить коррективы в свои расчёты.
К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже рассказывали об объектах ранней Вселенной, чья неожиданная зрелость не укладывается в существующие теории. Так, мы писали о древней галактике, в которой неожиданно нашёлся кислород, и о древнейшем сверхскоплении галактик.
