ДИКИЙ ВЗРЫВ ГАЛАКТИК В МОЛОДОМ МИРЕ ОТКРЫТ В ИЗУМИТЕЛЬНОЙ ИЗМЕНЕННОЙ КОСМОСОФОНИИ ДРЕВНИХ ВРЕМЕН

Обнаружение новых особенностей формирования и эволюции галактик в ранней Вселенной потрясает всю астрономическую науку. Используя самый мощный в мире Космический Телескоп Джеймса Уэбба (КТДУ), ученые исследовали более 250 галактик, расположенных на огромных расстояниях, свидетельствующих о времени всего в несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва. Эти наблюдения кардинально меняют представление о том, как формировались и развивались структуры в молодой Вселенной.

Почему ранние галактики были такими хаотичными

В течение десятилетий считалось, что галактики в начальные эпохи своего существования представляли собой более или менее упорядоченные вращающиеся диски, подобные нашей Млечному Пути. Сейчас же новые данные показывают, что картина гораздо сложнее. Исследование, опубликованное во Ведомостях Королевского Астрономического Общества 21 октября, демонстрирует, что большинство галактик в 800 миллионах — 1,5 миллиарда лет после Большого Взрыва были дестабилизированы, полны газов и постоянно находились в состоянии «бурного» развития.

«Большая часть галактического населения переживает турбулентную фазу своего эволюционного пути», — подчеркивает ведущий автор исследования, кандидат физико-математических наук Лола Данхаиве из Института космологии Кавли, Кембриджского университета.

Обнаружение этого «хаоса» стало возможным именно благодаря уникальным возможностям КТДУ. В отличие от прежних телескопов, он способен с высокой точностью фиксировать не только яркие и крупные галактики, но и меньшие, менее массивные объекты, что дает полное представление о различиях в ранней Вселенной.

Танец газа и звездообразование

Особое внимание исследователей привлекли «дискретные» галактики с высокой концентрацией газа, который питает интенсивное звездное образование. Наиболее поразительным открытием стало то, что избыточное количество газа вызывает гравитационные нестабильности, препятствующие формированию привычных стабильных структур. В результате, звезды рождаются в хаотичных потоках, движущихся в разных направлениях, что приводит к «беспорядочной кинематике» — состоянию, когда движения газа не подчиняются привычным законам стабильных дисков, как, например, в нашей Галактике.

«Это похоже на космическое море, на котором волны и течения меняются каждую минуту. В таких условиях галактики находятся на этапе формирования, когда их внешние границы и внутренние процессы еще не стабилизировались», — отмечает профессор астрономии из Университета Кембриджа.

Переход от хаоса к гармонии

Данный анализ не только подтвердил гипотезу о более высокой турбулентности в ранней эпохе, но и продемонстрировал эволюционный процесс стабилизации галактик. В течение следующих нескольких миллиардов лет, по мере того как израсходуемый газ превращается в звезды, а внешние динамические давления уменьшаются, галактики начинают принимать более упорядоченные формы. Сейчас, в зрелом возрасте, такие структуры, как Млечный Путь, приобрели уже устойчивый дисковый режим вращения, позволяющий им аккуратно вращаться вокруг центра.

«В конце концов, газ, который сейчас заполняет молодые галактики, превращается в звезды, а множество неожиданных процессов постепенно уходит на задний план, формируя структуру, похожую на привычные нам», — говорит Данхаиве.

Особенность этого важнейшего этапа — постепенное уменьшение количества свободного газа и рост внутренней стабильности. Меньшее количество газов означает меньшую турбулентность, что создает условия для стабильного роста и развития звездных систем, а также позволяет существовать более крупным структурам — звездным скоплениям и галактическим ядрам.

Технологии будущего и дальнейшие исследования

Безусловно, достижения КТДУ в области наблюдения ранней Вселенной откроют новые горизонты в понимании процессов формирования структур. Планируется дополнительно исследовать потоки газа, чтобы понять, как именно он влияет на динамику галактических дисков и их развитие. В частности, ученые хотят изучить химический состав газа: входящий и исходящий, чтобы определить, какие звезды и процессы делают их богаче либо беднее по химическим элементам.

Прогнозируется, что это поможет объяснить, почему одни галактики вращаются быстрее и формируют звезды более активно, тогда как другие — наоборот, более спокойны. Важным аспектом является также изучение «пресной» (pristine) и обогащенной газации, что даст представление о взаимодействии газа с формирующимися звездами и их взрывами.

Что дальше?

Итоговые выводы исследования показывают, что история формирования галактик — это история борьбы хаоса и порядка. Уже сегодня, благодаря КТДУ, ученые видят, как галактики проходят стадий «бурных» и «спокойных» этапов, а это, в свою очередь, помогает понять механизмы формирования Вселенной в целом.

Следующие исследования сосредоточатся на моделировании поведения газа и звездных систем с учетом новых данных, что сделает возможным создание более точных космологических моделей. Астрономы уверены: благодаря невероятным возможностям КТДУ, мы лишь начинаем постигать загадки древних времен и узнавать, как из хаоса возникла наша великая Вселенная.