Телескоп James Webb показал, что в молодой вселенной было множество дисковых галактик

Астрономы при помощи космической инфракрасной обсерватории «Джеймс Уэбб» определили, что дисковые галактики составляли половину населения галактик при значениях красного смещения z∼3−6, что более чем в 10 раз превышает предыдущие оценки. Это может означать, что роль слияния галактик в процессах их эволюции преувеличена. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Первый научный снимок «Джеймса Уэбба» был представлен широкой общественности 11 июля 2022 года, на нем показан участок неба, в центре которого находится массивное скопление галактик SMACS 0723 (z = 0,39), работающее как гравитационная линза для более далеких галактик, находящихся за скоплением. Обилие галактик на этом первом глубоком поле «Джеймса Уэбба» позволяет изучить их морфологическую эволюцию на протяжении миллиардов лет жизни Вселенной, определяя фотометрическое красное смещение (и, как следствие, возраст) галактик, различимых на изображении.

Группа астрономов во главе с Леонардо Феррейра (Leonardo Ferreira) из Ноттингемского университета представила результаты первичного анализа того, как структура галактик, видимых в окрестностях скопления SMACS 0723 на изображении «Джеймса Уэбба», меняется с красным смещением, в диапазоне z от 1,5 до 8. Общее время наблюдений инструмента NIRCam составило 12,5 часов, было использовано шесть фильтров. Кроме того, ученые использовали в работе данные космического телескопа «Хаббл» полученные при наблюдении за скоплением по программе RELICS.

Исследователи разработали визуальную классификацию для всех источников излучения с отношением сигнал/шум более 10. К нулевому классу относились слишком маленькие и/или слишком тусклые галактики, не поддающиеся классификации, а также изображения с артефактами. К классу сфероидов были отнесены симметричные галактики, обладающие гладким профилем и круглой/эллиптической формой. К классу дисков были отнесены галактики, обладающие дископодобной структурой, у которых яркость нарастала по мере движения к центру. Наконец, в класс своеобразных галактик попадали объекты, в морфологии которых нет явного дискового или сфероидного компонента, однако есть прослеживающаяся собственная структура.

Сравнение изображений найденных далеких галактик, полученные «Хабблом» и «Джеймсом Уэббом».

Ученые пришли к неожиданному выводу, что формирование привычной нам структуры галактик произошло намного быстрее, чем считалось ранее. Дисковые галактики сильно распространены при z∼3−6, где они составляют 50 процентов населения галактик, что более чем в 10 раз больше, чем предыдущие оценки, основанные на данных «Хаббла». Это может означать, что морфология некоторых дисковых галактик, таких как Млечный Путь, сохранялась в своей нынешней форме более 10 миллиардов лет. Подобный вывод ставит под сомнение представления о том, что слияния галактик являются очень распространенным процессом, и может оказаться, что события слияний являются доминирующим процессом лишь для формирования звездной массы определенных типов галактик, таких как сфероидальные. Ожидается, что дальнейшие исследования смогут проверить и уточнить эти выводы.