ALMA нашла неожиданно упорядоченную для ранней Вселенной галактику
Телескоп ALMA обнаружил далекую и очень молодую галактику, которая оказалась неожиданно упорядоченной, сообщается в журнале Nature. Несмотря на то, что астрономы ее видят в момент, когда возраст Вселенной составлял всего 10 процентов от современного, она, как и Млечный путь, уже обладает вращающимся диском и балджем. При этом каким образом подобные структуры могли сформироваться столь быстро, исследователям неясно.
Современная Вселенная — холодное (2,73 кельвина) и довольно спокойное место, но так было далеко не всегда. В прошлом она была намного более плотной, горячей и хаотичной. Теоретики предполагают, что первые галактики в ней формировались из сгустков газа, которые коллапсировали под действием собственной гравитации, порождая звезды и потом сталкивались между собой. Из-за этого, по мнению ученых, они должны были быть довольно турбулентными и неустойчивыми, однако новое исследование показывает, что древние галактики, на самом деле, могли иметь относительно упорядоченную структуру.
Франческа Риццо (Francesca Rizzo) из Института астрофизики общества Макса Планка вместе с коллегами при помощи интерферометра ALMA обнаружила очень далекую и, как следствие, очень молодую галактику SPT0418-47, свет от которой шел к нам более 12 миллиардов лет. Она имеет красное смещение z = 4,2, и она видна такой, какой она была, когда Вселенной было всего 1,4 миллиарда лет. Увидеть столь далекий объект ученым удалось благодаря другой, намного более близкой галактике, которая выступила в качестве гравитационной линзы. Благодаря методам машинного обучения астрономы смогли восстановить истинную форму SPT0418-47 (из-за гравитационного влияния более близкой галактики она изначально выглядела на снимках почти идеальным кольцом), а также измерить параметры движения газа в ней.
Выяснилось, что нeсмотря на высокий темп звездообразования и связанные с этим высокоэнергетические процессы, галактический диск SPT0418-47 — самый упорядоченный из всех когда-либо наблюдавшихся в ранней Вселенной. Хотя у галактики, по-видимому, нет спиральных рукавов, она обладает диском, который вращается со скоростью 272 километра в секунду, и балджем — большим облаком звезд, плотно окружающем со всех сторон галактический центр. При этом балдж у галактики на столь раннем этапе эволюции Вселенной астрономам удалось увидеть впервые.
По словам авторов работы, обнаруженные особенности у SPT0418-47 делают ее отчасти похожей на Млечный путь. Тем не менее они отмечают, что в процессе развития эта галактика, скорее всего, станет совсем непохожей на нашу и, вероятно, присоединится к классу эллиптических.
Сделанное авторами открытие свидетельствует о том, что ранняя Вселенная, возможно, была не столь хаотична, как считалось, однако как настолько упорядоченная галактика могла сформироваться столь быстро, неясно. С другой стороны, текущая находка перекликается с открытием другого вращающегося диска с красным смещением z = 4,26, а также результатами симуляций. Будущие исследования должны будут помочь ответить на вопрос о том, насколько типичны такие «новорожденные» дисковые галактики и действительно ли они в целом менее хаотичны, чем предсказывалось ранее.
Несколько лет назад группа астрономов обнаружила следы пика образования массивных галактик в первый миллиард лет после эпохи реионизации, что также противоречит современной модели образования галактик, которая не предполагает существования подобных гигантов на ранних этапах существования Вселенной.
Кристина Уласович
Это заметил телескоп VLT
Астрономы при помощи телескопа VLT определили, что за отражательные свойства наблюдавшегося в 2018 году на Нептуне нового темного вихря и сопутствовавшего ему яркого пятна отвечали частицы дымки из одного и того же слоя аэрозолей. Это означает, что свойства антициклонов на планетах-гигантах сильно зависят от положения средней плоскости вихря в атмосфере планеты. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy. Вихри планетарного масштаба представляют собой обычное явление в атмосферах планет-гигантов Солнечной системы. Самый известный пример — гигантский антициклон Большое Красное Пятно на Юпитере, которое наблюдается более трехсот лет. В 1989 году зонд «Вояджер-2» обнаружил на Нептуне еще один крупный ураган, которым стал антициклон Большое Темное Пятно, его размер около десяти тысяч километров. Однако этот вихрь наблюдался всего лишь около семи месяцев, в дальнейшем в атмосфере ледяного гиганта обнаруживались и другие недолговечные темные вихри, как в его северном, так и в южном полушарии. Группа астрономов во главе с Патриком Ирвином (Patrick Irwin) из Оксфордского университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений в октябре-ноябре 2019 года, проведенных при помощи спектрографа MUSE, установленного на наземном комплексе телескопов VLT. Наблюдения за атмосферой Нептуна велись в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне. Их целью был обнаруженный в 2018 году темный вихрь NDS-2018 в северном полушарии планеты. Пятно имело такой же размер, как и Большое Темное Пятно, и постепенно сместилось к экватору Нептуна, прежде чем, по-видимому, исчезло в конце 2022 года. Ученые определили, что темная окраска вихря вызвана хромофором, находящимся в слое аэрозолей при давлении более 5–7 бар, содержащим сероводород (H2S). Он, в свою очередь, может подвергаться фотолизу ультрафиолетовым излучением Солнца, поднимаясь, или же фотолиз сероводорода идет в ледяных оболочках частиц дымки, переносимых вниз из стратосферы. В результате частицы в слое становятся менее отражающими излучение с длинами волн короче 700 нанометров. Кроме того, исследователи обнаружили, недолговечное яркое пятно DBS-2019, располагавшееся на юго-западном краю вихря NDS-2018, которое связывается с тем же слоем аэрозолей при давлении в 5 бар. По мнению ученых, эта структура принципиально отличается от ранее наблюдавшихся ярких метановых облаков-спутников Большого Темного Пятна, которые располагались значительно выше в атмосфере Нептуна, при давлении 0,6–0,2 бар. Ранее мы рассказывали о том, как трехслойная модель дымки объяснила разницу в цвете Урана и Нептуна.