Астрофизика

Космический аппарат "Джеймс Уэбб" наблюдал формирующуюся галактику

Группа небольших галактик, увиденная почти 13 миллиардов лет назад, вероятно, в процессе формирования массивной галактики. Белая горизонтальная полоса показывает масштаб около 20 000 световых лет.

Используя программу наблюдений CEERS космического аппарата Джеймса Уэбба, исследователи обнаружили скопление галактик CGG-z5. Считается, что это скопление является прародителем массивной галактики, подобной Млечному Пути, наблюдаемой в то время, когда она еще только собирается из более мелких галактик. Открытие подтверждает текущее понимание формирования галактик, которое должно происходить иерархическим образом, и было сделано с помощью компьютерного моделирования.

Астрономы Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самого плотного региона галактик, наблюдаемого с помощью аппарата "Джеймс Уэбб" в ранней Вселенной. Это скопление, названное CGG-z5, считается прародителем массивной галактики, похожей на Млечный путь, наблюдаемой в то время, когда она еще только собирается из более мелких галактик.

Это открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики: иерархическим образом. То есть, в первозданной Вселенной формируются небольшие структуры, которые впоследствии сливаются и создают более крупные структуры. Это предсказание является результатом теорий и компьютерного моделирования и уже подтверждено наблюдениями за галактиками в различные периоды истории Вселенной.

Чтобы наблюдать за сборкой самых первых структур, мы должны заглянуть как можно дальше в прошлое (т.е. как можно дальше). Однако там источники очень маленькие и очень слабые, и для их обнаружения требуются передовые технологии, а также наличие возможности смотреть в инфракрасном диапазоне. Одним словом, их было бы невозможно увидеть без телескопа, подобного "Джеймсу Уэббу".

Открытие кластера CGG-z5

Данное скопление галактик, получившее название CGG-z5, было обнаружено в рамках программы наблюдений CEERS на телескопе Уэбб. По-видимому, она находится так далеко, что была замечена, когда возраст Вселенной составлял всего 1,1 миллиарда лет, то есть 8% от ее нынешнего возраста. CGG-z5 была обнаружена с помощью программного кода GalCluster, созданного Николаем Силлассеном, студентом магистратуры в DAWN.

Самые яркие члены группы галактик уже были обнаружены ранее с помощью Хаббл. Но программа CEERS выявила новых и более мелких членов, которых мы не смогли бы отследить без чувствительности и разрешения Уэбба.

Конечно, мы можем наблюдать скопление таким, каким оно было более двенадцати миллиардов лет назад, и не можем знать ни ее нынешнюю форму, ни ее "будущее". Она может образовать одну очень большую галактику или позднее превратиться в большое скопление галактик. Или, опять же, может быть так, что ее члены не так плотно распределены, как кажется.

Чтобы отличить эти сценарии, необходимы более точные наблюдения с использованием спектроскопии, что требует больше времени. Тем временем компьютерное моделирование оказало нам неоценимую помощь.

Четыре снимка эволюции протогалактики, смоделированной с помощью симуляции 'EAGLE', которые выбраны так, чтобы быть похожими на наблюдаемый кластер CGG-z5. Яркость показывает плотность звезд в галактиках, а символы указывают на отдельные скопления материи. За 1,2 миллиарда лет между левым верхним и правым нижним снимками галактики прошли путь от общей звездной массы в 5 миллиардов Солнц до 65 миллиардов Солнц.

"Чтобы лучше понять природу и эволюцию CGG-z5, мы искали похожие структуры в крупномасштабных гидродинамических симуляциях", — сказал Асвин Виджаян, исследователь из DAWN. "Мы нашли 14 структур, которые близко соответствовали физическим свойствам наблюдаемой группы CGG-z5, а затем смоделировали эволюцию этих структур во времени, от первозданной Вселенной до настоящего времени".

Хотя точный ход эволюции этих 14 структур различается, все они имеют одну и ту же судьбу: примерно через 0,5-1 миллиард лет они сливаются, образуя единую галактику, которая, когда возраст Вселенной достиг половины ее нынешнего возраста, имеет массу, сравнимую с нашим Млечным Путем.

Учитывая предсказания симуляции, имеет смысл предположить, что система CGG-z5 также будет следовать аналогичному эволюционному пути. Это означает, что исследователи действительно запечатлели процесс слияния небольших галактик и их объединение в гораздо более крупные.

Подпишитесь на нас: Вконтакте / Telegram
Back to top button