Дисковые галактики стали основными производителями звезд во Вселенной

Астрономы благодаря телескопам «Джеймс Уэбб» и «Хаббл» определили, что большинство звезд во Вселенной образовались в дисковых галактиках, а классифицировать галактики по последовательности Хаббла можно уже через миллиард лет после Большого Взрыва. Ученые занимались изучением самой большой на сегодня визуальной выборки галактик по данным «Джеймса Уэбба». Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Одним из основных направлений исследований галактик является понимание того, как возникала и формировалась их структура по мере эволюции Вселенной. Например, благодаря телескопу «Хаббл» стало известно, что далекие галактики со значениями красного смещения более трех часто оказываются пекулярными и неправильными и лишь немногие из них вписываются в последовательность Хаббла. Однако вопрос о том, вписывались ли галактики в ранней Вселенной в последовательность Хаббла, остается открытым.

Группа астрономов во главе с Леонардо Феррейра (Leonardo Ferreira) из Ноттингемского университета представила результаты анализа того, как структура галактик меняется с красным смещением, в диапазоне z от 1,5 до 6,5. Эта работа является продолжением предыдущего аналогичного исследования. Но новая выборка галактик значительно расширилась и включала в себя 3956 объектов, наблюдавшихся в рамках обзоров CEERS и CANDELS телескопами «Хаббл» и «Джеймс Уэбб».

Галактики поделились на пять основных групп: неклассифицируемые (четыре процента от общего числа — нечеткие, тусклые объекты или изображения с артефактами), точечные источники (один процент от общего числа), дисковые галактики (42 процента от общего числа), сфероиды (14 процентов от общего числа, симметричные округлые или эллиптические галактики) или пекулярные (27 процентов от общего числа — галактики с выделяющимися структурами или возмущениями формы). Оставшиеся десять процентов галактик отнесены к неоднозначным объектам, которые могли классифицироваться по разному.

Для галактик с малыми массами (менее 10⁹ масс Солнца) доля пекулярных галактик росла с 30 процентов от общего числа при z = 2 до 70 процентов при z = 6, в то время как доля дисковых галактик уменьшалась с 50 до 20 процентов, а доля сфероидов падала до десяти процентов с увеличением красного смещения. В случае больших масс (более 10⁹ масс Солнца) сильных изменений с увеличением красного смещения не наблюдалось — доля дисковых галактик составляла 40–60 процентов, пекулярных — 20–40 процентов, сфероидов — 10–20 процентов.

Это говорит о том, что последовательность Хаббла существовала уже через один миллиард лет после Большого взрыва, а также о том, что слияния галактик могут быть важным механизмом роста для маломассивных галактик. Большая часть звездной массы в самой ранней Вселенной (z больше 6) находилась в сфероидных и пекулярных галактиках, при z = 5 дисковые и пекулярные галактики вносят одинаковый вклад в скорость звездообразования во Вселенной, однако при меньших значениях красного смещения уже преобладают дисковые галактики.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел очень маленькую галактику в ранней Вселенной.