Телескопът Джеймс Уеб разкри в детайли структурата на древна звездообразуваща галактика

Космическият телескоп Джеймс Уеб разкри детайлите на звездната структура на една от най-старите познати галактики във Вселената с такива подробности, че дори може да се види въртенето на нейния протопланетарен диск.

Въпросната галактика, наречена GN20 е една от най-старите галактики, които познаваме, формирала се е около 1,5 милиарда години след Големия взрив и досега е била забулена в горещ прах и мистерия. Това беше така, докато Луис Колина и колегите му от Испанския център по астробиология в Мадрид, Испания не се обърнаха към космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST) за помощ.

Древни галактики като GN20 са специални по много причини, но най-вече заради своята непрозрачност, дължаща се на по-голям обем прах и газ, намиращи се в сравнително ограничено пространство, тъй като плътността на този материал в ранната Вселена е била много по-голяма, отколкото е сега, след като са изминали над 13 милиарда години от междугалактическото разширение.

При най-добрите обстоятелства светлината трудно прониква през праха, като облаците прах блокират с лекота видимата и ултравиолетовата светлина, докато инфрачервената светлина прониква много по-лесно. В случая с прашните звездообразуващи галактики от ранната Вселена, като при GN20 проблемът е още по-тежък, тъй като силно активното звездообразуване зад праха нагрява праха, който след това излъчва собствена инфрачервена светлина, което затруднява различаването на детайлите в инфрачервената светлина.

Въпреки това JWST успя да различи достатъчно инфрачервения спектър с помощта на инструментите си, така че за първи път можеше да се различи звездната структура на GN20, а това, което изследователите откриха – подробностите за което бяха публикувани в сървъра arXive, беше забележително.

Първо, те успяха да определят скоростта на образуване на звезди в галактиката, която е 1860 слънчеви маси годишно, в сравнение с едва 6-7 нови слънчеви маси годишно за Млечния път. Галактиката, широка 45 600 светлинни години, има и наблюдаемо движение, което съответства на бързо въртящ се диск.

Какво ни казва това за формирането на галактиките в ранната Вселена

Въпреки че новите открития са очарователни сами по себе си, наблюденията са важни и за разбирането на това как са се формирали масивните галактики с междинно червено отместване. Тези галактики са много често срещани във Вселената и се характеризират с бавно въртяща се структура във формата на сфера с малко или никакво образуване на нови звезди.

Смята се, че тези галактики са по-стари от по-активните спирални галактики с активно образуване на звезди и са продукт на сливането на галактики и взаимодействието на прашните звездообразуващи галактики в ранната Вселена, които отнемат молекулярните газове, необходими за образуването на звезди, като същевременно забавят въртенето им, за да се получат по-„капковидни“ форми.

Наблюденията върху GN20 свидетелстват за това в нейното забележимо галактично ядро и звездната обвивка около него. Масовият център на галактиката, който при нормални обстоятелства би се намирал приблизително в ядрото е отдалечен от него на около 3300 светлинни години. Като се има предвид местоположението на GN20 в гъст протоклъстер от галактики, това изместване на нейния център до такава степен вероятно е резултат от скорошно сливане на галактики или взаимодействие, което е изместило масата ѝ извън центъра.

В съответствие с това изследователите заключават, че GN20 има всички предпоставки, необходими за еволюцията ѝ в масивна галактика в състояние на покой. Като се има предвид нейната изключителна възраст, тя вероятно вече е станала такава.