Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил древнюю галактику XMM-VID1-2075 возрастом 12 миллиардов лет с хаотичным движением звезд без вращения, что объясняется вероятным лобовым столкновением двух массивных систем.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил тяжелую звездную систему, сформировавшуюся менее чем через два миллиарда лет после Большого взрыва. В отличие от подавляющего большинства галактик той эпохи, она вообще не вращается — ее звезды движутся совершенно хаотично. Раньше астрономы считали, что на создание таких «неподвижных» систем всегда уходят долгие миллиарды лет космических столкновений.
Согласно классическим моделям формирования Вселенной, ранние галактики должны быстро вращаться. Когда газ стягивается гравитацией в плотные сгустки, законы сохранения углового момента заставляют эту массу закручиваться — примерно так же, как фигурист ускоряет вращение, прижимая руки к груди. Наша Галактика и соседняя Андромеда — отличные примеры послушных, вращающихся спиральных систем.
Потерять этот импульс и остановиться галактика может, но для этого требуется время. В локальной, современной Вселенной ученые регулярно наблюдают так называемые «медленные ротаторы» (slow rotators). Как правило, это массивные эллиптические галактики — эдакие космические пенсионеры. Свой спокойный статус они приобрели в результате множества столкновений с другими галактиками на протяжении миллиардов лет. Каждое такое столкновение вносило хаос в орбиты звезд, пока общее направленное вращение системы не сошло на нет.
Проблема в том, что у галактики XMM-VID1-2075, которую изучила команда под руководством Бена Форреста (Ben Forrest), этого времени просто не было. Мы видим ее такой, какой она была 12 миллиардов лет назад, когда Вселенной не исполнилось и двух миллиардов лет. Хронология совершенно не сходится: галактика выглядит как глубокий старец, хотя по космическим меркам она должна была только закончить ходить в детский сад.
Изначально XMM-VID1-2075 попала на радары ученых во время обзора MAGAZ3NE. Наблюдения с помощью гавайской Обсерватории Кека показали, что это один из самых массивных объектов ранней Вселенной. Более того, галактика оказалась «мертвой» — процессы звездообразования в ней уже полностью остановились, что само по себе редкость для столь ранних эпох.
Чтобы разобраться в ее внутренней динамике, астрономы навели на нее «Джеймс Уэбб». Разрешение инфракрасных инструментов JWST позволило измерить скорости движения материала внутри системы. Для контекста ученые наблюдали три галактики похожего возраста. Первая ожидаемо оказалась обычным вращающимся диском. Вторая выглядела «немного неопрятно». А вот в третьей — XMM-VID1-2075 — признаков общего вращения не оказалось вовсе. Вместо организованного хоровода звезды внутри нее метались в случайных направлениях.
Поскольку на миллиарды лет постепенной эволюции времени у системы не было, авторы работы предполагают сценарий одной радикальной катастрофы. Вероятно, галактика не собирала мелких соседей по частям, а пережила одиночное мощное лобовое столкновение с другим тяжелым объектом, который вращался практически в противоположную сторону.
Два противоположных вектора вращения просто аннулировали друг друга, оставив после себя плотный, хаотичный ком звезд. Эту гипотезу хорошо подкрепляют данные телескопа: на одном из краев XMM-VID1-2075 астрономы заметили асимметричный избыток света. Скорее всего, это остаточный след того самого объекта, который врезался в систему и полностью изменил ее динамику.
Теоретические симуляции эволюции Вселенной допускали, что в ранние эпохи могут формироваться невращающиеся галактики, но предсказывали, что они должны быть невероятной редкостью. Находка команды Форреста заставляет космологов пересмотреть это допущение. Теперь астрономам предстоит провести своего рода перепись населения ранней Вселенной и выяснить: является ли XMM-VID1-2075 уникальным космическим фриком, которому просто не повезло пережить фатальное ДТП на заре времен, или подобные невращающиеся тяжеловесы встречаются повсеместно. Во втором случае наши модели формирования первых галактик отправятся на серьезную доработку.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Ключевые тезисы:
- Аномальная динамика: В отличие от типичных дисковых систем ранней эпохи, галактика XMM-VID1-2075 полностью лишена упорядоченного вращения, а процессы звездообразования в ней уже прекратились.
- Причина затишья: Отсутствие вращения связано не с миллиардами лет эволюции, а с единичным мощным лобовым столкновением с другим тяжелым объектом, взаимно погасившим угловой момент.
- Вызов космологии: Открытие заставляет ученых пересмотреть теоретические модели формирования первых галактик и частоту появления подобных невращающихся объектов во Вселенной.
Читайте также: Найдена недостающая половина обычной материи. Она скрывалась в «раздутых» галактиках