Благодаря чувствительности космического телескопа «Джеймс Уэбба» (JWST) учёные сделали открытие, касающееся эволюции галактик на заре существования Вселенной. Международная группа исследователей во главе с учёными из Даремского университета в Великобритании обнаружила, что галактики в ранней Вселенной росли и «взрослели» гораздо быстрее, чем предполагалось ранее.

Анализируя данные, полученные с помощью JWST, учёные выявили свидетельства формирования «перемычек» в галактиках, существовавших всего через несколько миллиардов лет после Большого взрыва. Эти «перемычек» представляют собой вытянутые области повышенной плотности звёзд в сердцах спиральных и дисковых галактик, подобных Млечному Пути. Их присутствие указывает на то, что галактика вступила в более устойчивую и «зрелую» фазу своей эволюции.

Данные с «Хаббла» WFC3 F160W и «Джеймса Уэбба». Источник: Zoe Le Conte

«Галактики в ранней Вселенной взрослели гораздо быстрее, чем мы думали. Это настоящий сюрприз, ведь ожидалось, что на том этапе Вселенная была крайне турбулентной со множеством столкновений галактик и обилием газа. Однако JWST показал нам многочисленные звёздные перемычки гораздо раньше, чем мы предполагали. Это свидетельствует о том, что галактики достигали стабильности быстрее, чем считалось прежде», — заявила руководитель исследовательской группы Зои Ле Конте из Даремского университета.

Космический телескоп «Хаббл» также наблюдал подобные структуры, но лишь 8-9 миллиардов лет назад. Превосходящая его по характеристикам обсерватория JWST смогла «заглянуть» ещё дальше в прошлое — на 10-11,5 миллиардов лет назад. Из 368 изученных дисковых галактик 20% уже имели звёздные перемычки, что вдвое больше, чем фиксировал «Хаббл».

«Мы обнаружили, что в ранней Вселенной присутствовало гораздо больше звёздных перемычек, чем полагали ранее. Это означает, что эволюция галактик происходила гораздо быстрее и стабильнее, чем мы предполагали», — отметил соавтор работы Дмитрий Гадотти из Даремского университета.

Схема Млечного Пути с плотной центральной перемычкой (баром) жёлтого цвета. Источник: NASA/JPL-Caltech/R.Hurt (SSC-Caltech)

По мере того, как команда изучала всё более ранние эпохи с помощью JWST, количество обнаруженных звездных перемычек снижалось. Учёные связывают это либо с менее развитой структурой галактик на начальном этапе формирования, либо с преобладанием более коротких перемычек, которые пока не видны даже мощному телескопу.

В будущем исследователи планируют использовать JWST, чтобы изучить галактики на временном отрезке 12,2 миллиарда лет назад и проверить, были ли звёздные перемычки распространённым явлением всего через 1,6 миллиарда лет после Большого взрыва.

«Теперь необходимо тщательно изучить компьютерные модели эволюции Вселенной, чтобы сопоставить их с нашими новыми наблюдениями. Наши представления о ранних этапах развития галактик явно нуждаются в пересмотре», — резюмировал Гадотти.