Наблюдения за удаленной галактикой, которая в несколько раз превосходит по размерам наш Млечный Путь, выявили удивительное затишье среди её ранних звезд. Этот космический гигант, расположенный в южном созвездии Гидры, по неизвестным причинам потерял вращение на беспрецедентно раннем этапе развития Вселенной.
Международная группа ученых под руководством специалистов из Калифорнийского университета в Дейвисе, используя спектральные данные, полученные космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST), измерила относительное движение и распределение материи в трех удаленных галактиках. Эти галактики наблюдались в состоянии, которое они имели примерно через 1,8 миллиарда лет после Большого взрыва – момента возникновения Вселенной.
Одна из галактик вращалась согласно ожиданиям. Вторая была охарактеризована как «довольно хаотичная». Однако именно третья галактика привлекла особое внимание астрономов. Галактика XMM-VID1-2075, обнаруженная в ходе предыдущих исследований, была выделена из-за своих колоссальных размеров и того факта, что она уже прекратила формирование новых звезд. Удивительно, но у нее также отсутствовало заметное вращение.
Хотя обнаружение близлежащих гигантских галактик, замедленных миллиардами лет столкновений, не является редкостью, возраст Вселенной на момент наблюдения XMM-VID1-2075 составлял всего около 2 миллиардов лет. Это поднимает вопросы о том, какие силы могли лишить ее вращения на столь раннем этапе.
Как галактики теряют вращение?
По словам ведущего автора исследования Бена Форреста, подобные работы часто проводятся с близлежащими галактиками, так как они крупнее и их легче изучать с Земли. Однако в случае с галактиками с высоким красным смещением (то есть очень удаленными), которые кажутся значительно меньше на небе, это представляет большую сложность.
Новорожденные галактики обычно начинают вращаться, когда материал из их обширных облаков пыли и газа устремляется к центру, передавая угловой момент (меру вращательного движения) по мере закручивания вокруг плотного ядра. С течением эонов, череда столкновений и слияний с другими галактиками может разбрасывать звезды в случайных направлениях, потенциально останавливая это космическое «водоворот».
Время является критически важным фактором. Хотя множество «потрепанных» медленно вращающихся галактик наблюдались на относительно близких расстояниях, астрономы никак не ожидали обнаружить нечто подобное на столь огромной дистанции.
«Некоторые симуляции предсказывают существование очень небольшого числа таких невращающихся галактик на самых ранних этапах развития Вселенной, однако ожидается, что они будут весьма редкими», — отмечает Форрест.
Одной из возможных причин является случайное столкновение с соседней галактикой, вращающейся в противоположном направлении. Если каждая галактика закручивается в разных направлениях, их вращение может взаимно компенсироваться. Это объяснение также подтверждается распределением света в галактике XMM-VID1-2075.
«В случае этой конкретной галактики мы наблюдаем значительный избыток света сбоку, — поясняет Форрест. — Это указывает на присутствие другого объекта, который взаимодействует с системой и потенциально изменяет её динамику».
Это еще одно доказательство того, как JWST ставит под сомнение наши текущие представления о ранней Вселенной, обнаруживая галактики, которые кажутся «невероятно массивными» или «невероятно зрелыми» для своего возраста. По мере пополнения каталога древних объектов модели, описывающие происхождение нашей Вселенной, будут уточняться, что, несомненно, приведет к пересмотру многих представлений. Результаты этого исследования были опубликованы в научном журнале Nature Astronomy.