Найдена галактика подозрительной формы, которая может помочь раскрыть тайны вселенной

Примерно 13,8 миллиарда лет назад неожиданно появилась наша Вселенная. В какой-то момент в ней образовались звезды и первые галактики. Нам до сих пор многое неизвестно о том периоде, но одна из галактик может помочь нам найти объяснение.

Это дисковая галактика DLA0817, или Диск Вольфа (Wolfe Disk). Она представляет собой холодный, вращающийся, богатый газом диск массой в 72 миллиарда солнечных.

Обсерватория ALMA засекла галактику на расстоянии 12,5 миллиарда световых лет от нас. Таким образом, это самая ранняя известная нам вращающаяся дисковая галактика. Само ее существование меняет наше понимание того, как формировались галактики на заре Вселенной.

Найдена галактика подозрительной формы, которая может помочь раскрыть тайны вселенной

Большинство галактик ранней Вселенной чрезвычайно хаотичны – температуры в них зашкаливают, а звезды носятся во всех направлениях. По предположению астрономов, это означает, что такие галактики выросли за счет столкновения и слияния с другими галактиками.

Под таким «обстрелом» сложно выстроить какой-либо порядок и превратиться в холодный вращающийся диск. На это нужно много времени. Астрономы находят такие галактики через 4-6 миллиардов лет после Большого взрыва.

В общем, это «горячий» сценарий формирования галактики. Но ученые предсказали и смоделировали и «холодный» сценарий.

«Холодный» сценарий начинается с «первичного бульона» – ионизированной кварк-глюонной плазмы, которая наполняла Вселенной до формирования материи. По предположению ученых, для того, чтобы из этой однородной массы получить привычные звезды и галактики, нужна темная материя.

Мы не видим темную материю, но знаем, что она гравитационно взаимодействует с обычной материей. Благодаря ей галактики держат свою форму. Возможно, темная материя еще и играет ключевую роль в их формировании.

Моделирование на суперкомпьютерах показало, что массивная сеть темной материи в ранней Вселенной могла спровоцировать формирование холодных дисковых галактик.

Единственный способ подтвердить эту модель – найти подобные галактики. Этим и занялись авторы исследования.

Далекие галактики очень сложно разглядеть. Но там есть чрезвычайно яркие квазары — галактики с активной сверхмассивной черной дырой в центре — которые хорошо просвечивают все на своем пути. Астрономы направили ALMA на эти далекие квазары в надежде найти в их свете следы прохождения через другую галактику.

И нашли. Свет одного из квазаров на пути к нам прошел через богатый водородом регион. Это был Диск Вольфа.

Но еще важнее, что с одного края диска наблюдалось фиолетовое смещение, а с другого края – красное смещение. Объект вращался

Смещения позволили вычислить и скорость вращения — около 272 километров в секунду.

По мнению астрономов, диск Вольфа такой не один. «Тот факт, что мы нашли Диск Вольфа этим методом, означает, что он один из многих подобных галактик тех времен,» — комментирует астроном Марсель Нильман (Marcel Neeleman) из Института астрономии Макса Планка (Германия).

Вращающиеся дисковые галактики оказались не такими уж редкими в молодой Вселенной, как мы думали.

──
Научная статья была опубликована в Nature. DOI:10.1038/s41586-020-2276-y
Источник: Science Alert.