Найден самый древний близнец Млечного Пути

Гравитация галактики-линзы превращает изображение в кольцо.

Гравитация галактики-линзы превращает изображение в кольцо.
Иллюстрация ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rizzo et al.

Восстановленное изображение галактики SPT0418-47.

Восстановленное изображение галактики SPT0418-47.
Иллюстрация ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rizzo et al.

Карта движения газа в галактике SPT0418-47 на искажённом гравитационной линзой (слева) и восстановленном (справа) изображении.

Карта движения газа в галактике SPT0418-47 на искажённом гравитационной линзой (слева) и восстановленном (справа) изображении.
Иллюстрация ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rizzo et al.

Гравитация галактики-линзы превращает изображение в кольцо.
Восстановленное изображение галактики SPT0418-47.
Карта движения газа в галактике SPT0418-47 на искажённом гравитационной линзой (слева) и восстановленном (справа) изображении.

Астрономы открыли поразительную галактику. Когда возраст Вселенной составлял всего 10% от нынешнего, эта звёздная система уже приобрела удивительное сходство с Млечным Путём. Учёные пока не готовы сказать, как это возможно.

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature.

Свет от галактики SPT0418-47 путешествовал до Земли 12 миллиардов лет. То есть сейчас мы видим эту звёздную систему такой, какой она была 12 миллиардов лет назад, когда Вселенной было менее двух миллиардов лет. Мы наблюдаем SPT0418-47 практически во младенчестве. И то, что видят астрономы, переворачивает их представления о детстве галактик.

"Это настоящий прорыв в наших взглядах на образование галактик. Наши результаты показывают, что структуры, подобные тем, которые мы наблюдаем в близлежащих спиральных галактиках и в нашем Млечном Пути, уже существовали 12 миллиардов лет назад", – говорит первый автор статьи Франческа Риццо (Francesca Rizzo) из Института астрофизики Общества Макса Планка.

SPT0418-47 была изучена с помощью радиотелескопа ALMA. Рассмотреть "найдёныша" во всех подробностях помогли не только отменные качества инструмента, но и счастливая случайность. Между SPT0418-47 и Землёй находится ещё одна галактика. Её гравитация искривляет лучи, идущие от SPT0418-47, и создаёт её увеличенное изображение. Фактически фоновая галактика работает как линза (этот эффект и называется гравитационным линзированием).

Правда, создаваемое такой линзой изображение не только увеличено, но и сильно искажено. На нём галактика похожа на тонкое кольцо. Специалисты восстановили её нормальную форму с помощью сложной математики.

"Для нас было большой неожиданностью, что эта галактика так похожа на те, что нас окружают. Это идёт вразрез со всеми нашими представлениями, основанными на моделях и более ранних, хотя и менее детальных наблюдениях", – рассказывает соавтор работы Филиппо Фратернали (Filippo Fraternali) из Гронингенского университета в Нидерландах.

Восстановленное изображение галактики SPT0418-47.

Правда, у SPT0418-47 нет спиральных рукавов (и не будет, поскольку этой галактике суждено превратиться не в спиральную, а в эллиптическую). Зато у неё есть тонкий вращающийся диск и балдж (выпуклость в центре галактики). Впервые астрономы наблюдают балдж у галактики столь юного возраста.

Большинство экспертов считает, что юные галактики часто сталкиваются между собой. Кроме того, в них буквально стоит треск от непрестанных взрывов сверхновых. Из-за этого звёзды и газ в такой системе должны образовывать хаотичное облако, а не упорядоченный диск с балджем. Похоже, теперь эти представления придётся пересмотреть.

На иллюстрации ниже приведена карта движения газа в галактике SPT0418-47. Красным показан газ, удаляющийся от наблюдателя, голубым – приближающийся к нему. Видно, что галактика представляет собой единый вращающийся диск, а не бурлящее облако.

Карта движения газа в галактике SPT0418-47 на искажённом гравитационной линзой (слева) и восстановленном (справа) изображении.

"То, что мы увидели, было довольно загадочно: несмотря на высокий темп звездообразования и связанные с этим высокоэнергетические процессы, галактический диск SPT0418-47 оказался самым упорядоченным из всех, когда-либо наблюдавшихся в ранней Вселенной, – отмечает соавтор работы Симона Вегетти (Simona Vegetti) из Института астрофизики Общества Макса Планка. – Это неожиданный результат, имеющий большое значение для понимания эволюции галактик".

Не так давно астрономы нашли галактику DLA0817g – другую звёздную систему примерно того же возраста, имеющую диск. Однако SPT0418-47 была изучена в более мелких деталях. Кроме того, у неё, в отличие от DLA0817g, есть балдж. В связи с этим SPT0418-47 более похожа на Млечный Путь, чем DLA0817g и вообще любая известная ранняя галактика.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о других объектах, неожиданно зрелых для ранней Вселенной. Это, например, далёкая галактика, в которой неожиданно нашёлся кислород, и древнейшее сверхскопление галактик.