Изображение галактики BRI 1335-0417, какой она была 12,4 млрд лет назад, сделанное телескопом ALMA. Спиральные рукава видны с обоих сторон яркого компактного центра.

При анализе данных, собранных телескопом ALMA, исследователи нашли спиралевидную галактику, появившуюся всего спустя 1,4 млрд лет после Большого взрыва. Это самая древняя из всех когда-либо изученных астрономами галактик такого типа. Открытие галактики, имеющей спиральную структуру, и образовавшейся так рано –важный ключ к решению одной из главных астрономических загадок: когда и как появились спиралевидные галактики?

Автор работы — аспирант японского университета передовых исследований SOKENDAI, первым нашедший эту галактику, Такафуми Цукуи. Он говорит, что никогда ранее не встречал в литературе таких чётких свидетельств наличия вращающегося диска, спиральной структуры и централизованной массы у такой удалённой галактики. По его словам, качество данных телескопа настолько высокое, что он сначала подумал, что видит недалеко расположенную галактику.

Спиральные галактики – такие как наша, Млечный Путь – фундаментальные объекты во Вселенной, и составляют почти 70% от общего числа галактик. Однако в прошлом, судя по собранным данным, их было гораздо меньше. Поэтому астрономов занимает вопрос – когда они впервые появились?

Цукуи и его куратор, Сатору Игучи, изучали данные с телескопа ALMA – «Атакамской большой антенной решётки миллиметрового диапазона». Они обратили внимание на галактику BRI 1335-0417. Её возраст составляет 12,4 млрд лет (Большой взрыв был 13,8 млрд лет назад), и в ней так много пыли, что та закрывает звёздный свет. Из-за этого в видимом диапазоне изучатье ё сложно. Но ALMA регистрирует радиоизлучение ионов углерода, благодаря чему мы можем изучать идущие в галактике процессы.

Радиус галактики в 15 000 световых лет примерно в три раза меньше, чем у Млечного пути, при этом её масса, вместе со звёздами и межзвёздной материей примерно равна массе нашей Галактики. Цукуи пояснил, что на таком расстоянии мы можем не видеть реальных границ галактики, и всё равно, для своего времени BRI 1335-0417 была просто гигантской.

Как же спиралевидная структура смогла сформироваться всего спустя 1,4 млрд лет после Большого взрыва? Рассмотрев все варианты, исследователи предположили, что это могло быть результатом взаимодействия с другой, менее крупной галактикой. На внешних окраинах галактики активно формируются звёзды, и там находится обилие нестабильного газа. Такое бывает, когда газ поступает снаружи – например, из-за столкновения с мелкими галактиками.

Симуляция формирования спиральной галактики на суперкомпьютере

Что случилось с галактикой BRI 1335-0417 далее, неизвестно. Сегодня принято считать, что предками гигантских эллиптических галактик в современной Вселенной являются как раз галактики, в которых содержится много пыли, и которые активно порождают новые звёзды. Вероятно, BRI 1335-0417 в будущем поменяет форму на эллиптическую. Так или иначе, эта галактика сыграет важную роль в изучении эволюции форм галактик в процессе развития Вселенной. А поскольку мы тоже находимся в рукаве спиральной галактики, мы сможем больше узнать о тех условиях, в которых формировалась и наша Солнечная система.

Телескоп ALMA нашёл самую старую из спиральных галактик