Одна з найдальших галактик, які коли-небудь спостерігали, швидше за все, обертається, кажуть астрономи. Міжнародна група на чолі з Цуйоші Токуока з Університету Васеда, Японія, виявила рух за допомогою спостережень із Великого міліметрового/субміліметрового масиву Атакама (ALMA) у Чилі. Результат пропонує нове важливе уявлення про еволюцію новоутворених галактик і може стати корисним керівництвом для майбутніх спостережень за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST).
Коли вперше почали формуватися галактики, Всесвіт перебував у «темних століттях» — періоді, коли практично вся матерія була прохолодною та прозорою. Коли речовина руйнувалася під дією сили тяжіння, утворювалися галактики, поклавши початок зореутворенню в галактичних центрах, що зароджувалися, і запустили так звану «епоху реіонізації», яка поклала кінець темним століттям. Звідти зореутворення поширилося на обертові галактичні диски, де зараз знаходяться нові зірки.
Астрономам ще потрібно багато чого дізнатися про фізику, яка керувала цими стародавніми галактиками. Щоб пролити нове світло на ці питання, включаючи походження галактичного обертання, Токуока та його колеги звернулися до спостережень ALMA. Завдяки вражаючій просторовій і частотній роздільній здатності цей інструмент зробив революцію в спостереженні далеких галактик із сильним червоним зміщенням.
В останньому дослідженні дослідники використовували ALMA для вивчення MACS1149-JD1: галактики з гравітаційними лінзами, яка знаходиться на відстані понад 10 мільярдів світлових років від нас, що робить її одним із найвіддаленіших об’єктів, коли-небудь підтверджених. За допомогою спектроскопії астрономи виявили, що JD1 містить популяцію зірок віком приблизно 300 мільйонів років, поміщаючи її походження далеко в темні віки Всесвіту – лише 270 мільйонів років після Великого вибуху.
Різні червоні зсуви
Команда вивчила характерні довжини хвиль, випромінювані подвійно іонізованим киснем (O III) у JD1. Цей газ широко зустрічається в залишках наднових, що робить його ключовим компонентом матеріалу в міжзоряному середовищі. Завдяки резолюції ALMA команда змогла ідентифікувати варіації червоного зсуву випромінювання O III у різних частинах галактики. Це виявило градієнт у швидкості матеріалу в міжзоряному середовищі JD1 – одна сторона галактики демонструє чітко інше червоне зміщення.
Це спостереження задовольнило майже всі критерії, які повинні бути виконані, щоб підтвердити, що галактика обертається, що робить його найранішим прикладом обертового диска, коли-небудь виявленого. Його швидкість обертання також була набагато повільнішою, ніж в інших галактиках, включаючи нашу власну, що свідчить про те, що обертальний рух JD1 все ще перебуває на ранніх стадіях.
Дослідження обертання галактики виключає модифіковану гравітацію, чи не так?
Результат, який описано в Листи астрофізичних журналів, означає, що астрономи мають дані про швидкості обертання галактик, що охоплюють понад 95% загальної історії Всесвіту, що, на думку членів команди, є важливим кроком у розумінні того, як розвиваються фізичні характеристики галактик. Тепер Токуока та його колеги сподіваються, що на багато запитань, які залишилися, незабаром буде знайдена відповідь за допомогою JWST, що повинно дозволити їм визначити вік певних зіркових популяцій усередині галактики.
