Снимки Джеймса Уэбба вынуждают астрофизиков дополнять свои теории

Открытие потребует от астрофизиков уточнения своих теорий эволюции галактик.

Новые изображения, полученные с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба НАСА, впервые показывают галактики со звездными перемычками (удлиненными элементами звезд, простирающимися от центров галактик к их внешним дискам) существовавшие в то время, когда Вселенная была в четыре раза моложе сейчас. Это открытие потребует от астрофизиков уточнения своих теорий эволюции галактик.

Сделанные ранее с помощью космического телескопа Хаббл изображения не демонстрировали эти перемычки в столь отдаленном прошлом. Например, на одном из снимков галактика EGS-23205 представляет собой не более чем пятно в форме диска. На более новом изображении, сделанном прошлым летом телескопом Джеймс Уэбб, это красивая спиральная галактика с четкой звездной полосой.

"Я взглянула на эти данные и сказала: "Мы бросаем все остальное!" — говорит Шардха Джоги, профессор астрономии Техасского университета в Остине. По ее словам, полосы, едва заметные в данных Хаббла, отчетливо появились на изображении Уэбба, демонстрируя его выдающуюся способность видеть основную структуру в галактиках. Так ученый описала данные Научного исследования раннего выпуска космической эволюции (CEERS), возглавляемого профессором Техасского университета в Остине Стивеном Финкельштейном.

Команда идентифицировала другую галактику с перемычкой — EGS-24268. Она также как и EGS-23205 сформировалась примерно 11 миллиардов лет назад. Иными словами обе эти галактики с перемычкой старше, чем любая другая из ранее обнаруженных.

"Для этого исследования мы рассматриваем новый режим, в котором никто раньше не использовал такого рода данные и не проводил подобный количественный анализ, — говорит руководившая анализом Юйчен "Кей" Го. — Это как войти в лес, в который никто никогда не ходил".

Перемычки играют важную роль в эволюции галактик, направляя газ в центральные области и ускоряя звездообразование.

"Они решают проблему "цепочки поставок" в галактиках, — говорит Джоги. — Точно так же, как мы доставляем сырье из гавани на фабрики, расположенные в глубине материка, которые производят новые продукты, перемычка транспортирует газ в центральную область, где тот быстро превращается в новые звезды со скоростью, как правило, в 10–100 раз быстрее, чем в остальной части галактики".

Открытие существования перемычек в столь отдаленные по времени эпохи несколько меняет сценарии эволюции галактик. По словам Джоги это значит, что дополненные версии моделей должны учитывать ускоренный вариант образования звезд в более ранние периоды.

Само существование этих перемычек в столь далеком прошлом бросает вызов теориям, поскольку для них необходимо правильно понять физику галактики. Команда будет тестировать различные модели в своих следующих работах.

Телескоп имени Джеймса Уэбба может обнаруживать структуры в далеких галактиках лучше, чем Хаббл, по двум причинам: во-первых, его более крупное зеркало позволяет эффективнее собирать свет, что дает возможность видеть дальше и с более высоким разрешением. Во-вторых, он может смотреть сквозь пыль, поскольку наблюдает в более длинном инфракрасном диапазоне, чем Хаббл.