Телескоп «Джеймс Уэбб» рассказал об эволюции галактик

Ученые подробно рассказали, как формировались толстые и тонкие звездные диски — ключевые структуры, определяющие облик и развитие дисковых галактик.
Автор Наука Mail
Анатомия дисковой галактики, подобной Млечному Пути
Анатомия дисковой галактики, подобной Млечному Пути. Тонкий диск состоит из молодых, более металличных звезд и находится внутри старого толстого слояИсточник: Universetoday.com

Исследовательская группа под руководством астрофизика Такафуми Цукуи из университета Тохоку (Япония) проанализировала 111 дисковых галактик, запечатленных телескопом «Джеймс Уэбб». Все они видны с ребра — именно в таком ракурсе можно изучать вертикальную структуру и различать отдельные слои звезд.

Эти наблюдения, опубликованные в The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, охватывают больше 10 млрд лет космической истории — от эпохи ранних галактик до зрелых структур, похожих на Млечный Путь.

Типичная дисковая галактика состоит из двух частей. Внешний толстый диск содержит старые звезды с низким содержанием тяжелых элементов, а внутренний тонкий диск — более молодые и обогащенные металлом. По новым данным, толстый диск формируется первым, в бурную и насыщенную газом фазу, когда звездообразование происходит особенно активно. Позже, когда галактика становится более устойчивой, появляется тонкий диск. Однако эти этапы не строго последовательны — обе части могут формироваться параллельно, просто с разной скоростью и эффективностью.

галактики из выборки для исследования
Четверть выборки галактик из исследования. Все они видны с ребра, отсортированы по возрастанию космологического красного смещенияИсточник: Universetoday.com

Из 111 галактик в выборке лишь у 19 отчетливо прослеживаются обе части. В остальных наблюдается либо только одна из них, либо дополнительный балдж — центральное утолщение. Несмотря на разнообразие, общие тенденции заметны: в ранней Вселенной преобладают галактики с одним толстым диском, со временем все больше систем приобретали двойную структуру: сначала это происходит у самых массивных (примерно 8 млрд лет назад), затем — у галактик поменьше (около 4 млрд лет назад).

схема изменения структуры галактик
Схема показывает, как меняется структура галактик: сначала доминирует один толстый диск (нижняя часть), позже появляются системы с двумя дисками (верхняя часть)Источник: Universetoday.com

Эти данные подтверждают гипотезу «рожден горячим», когда толстые диски появляются в условиях высокой турбулентности и плотности газа. Когда активность утихает, звезды начинают формироваться ближе к центральной плоскости — возникает тонкий диск из переработанного и обогащенного материала. Похожая история, судя по данным, была и у Млечного Пути.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые предложили новую модель, как Земля получила ключевые «ингредиенты» жизни — органику и воду.