Астрономы обнаружили сверхмассивную спиральную галактику грандиозной конструкции

Морфология и фотометрическое красное смещение Чжулуна. Автор: Xiao et al., 2024.

Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), международная группа астрономов обнаружила новую грандиозную спиральную галактику в рамках обзора PANORAMIC. Новая галактика, названная Чжулонг, чрезвычайно массивна и, по-видимому, является самой далекой спиральной галактикой, идентифицированной до сих пор. Открытие было подробно описано в статье, опубликованной 17 декабря на сервере препринтов arXiv.

Спиральные галактики грандиозного дизайна характеризуются своими выдающимися, четко определенными рукавами, которые кружатся наружу из четкого ядра. Предполагается, что рукава в таких галактиках на самом деле являются сверхплотными областями диска, которые запускают звездообразование, поскольку входящий материал сжимается в этой области.

До сих пор не совсем понятно, когда и как спиральные галактики впервые появились в ранней Вселенной, и такие галактики, как правило, редки при высоких красных смещениях. На сегодняшний день было обнаружено лишь несколько отдельных спиралей при красных смещениях выше 3,0.

Теперь группа астрономов под руководством Мэньюань Сяо из Женевского университета в Швейцарии сообщает о счастливом случае обнаружения новой спиральной галактики с большим красным смещением с помощью JWST. Галактика была названа Чжулун в честь гигантского красного солнечного дракона и бога в китайской мифологии.

«Zhúlóng (α, δ [J2000] = 150,124874, 2,092919) был по счастливой случайности обнаружен в области (ассоциации) под названием j100024p0208 в недавнем выпуске данных обзора JWST PANORAMIC, чисто параллельной внегалактической программы визуализации NIRCam», — пишут исследователи.

Согласно исследованию, Чжулун был идентифицирован при фотометрическом красном смещении приблизительно 5,2. Было обнаружено, что его масса сопоставима с массой Млечного Пути, что относительно много для галактики, которая образовалась в течение одного миллиарда лет после Большого взрыва, как показывает красное смещение.

Исследование показало, что Чжулонг имеет классический балдж и большой звёздный диск, обращенный к нему лицом, со спиральными рукавами, простирающимися на 62 000 световых лет. Анализ распределения спектральной энергии (SED) указывает на спокойное ядро и звездообразующий звёздный диск.

Более того, оказалось, что по сравнению со звездным диском, центральное ядро Чжулонга красное и имеет самые высокие поверхностные плотности звездной массы, измеренные среди спокойных галактик. Ядро находится в состоянии покоя, что согласуется с ожиданиями роста и гашения галактики изнутри наружу.

Исследование также показало, что, хотя диск все еще формирует звезды, Чжулун имеет относительно низкую общую скорость звездообразования — на уровне 66 солнечных масс в год.

Эффективность преобразования барионов в звезды была рассчитана примерно на уровне 0,3, что примерно в 1,5 раза выше, чем даже у самых эффективных галактик в более поздние эпохи. Эти результаты предполагают, что Чжулонг, должно быть, очень эффективно формировал звезды и находится в фазе трансформации от звездообразования к покою.

В заключение авторы статьи отмечают, что Чжулун, по-видимому, является самой далекой спиральной галактикой, обнаруженной на сегодняшний день. Свойства этой галактики, по-видимому, предполагают, что зрелые галактики появились гораздо раньше, чем ожидалось, в первый миллиард лет после Большого взрыва.

Больше информации: Mengyuan Xiao et al, PANORAMIC: Discovery of an Ultra-Massive Grand-Design Spiral Galaxy at $z\sim5.2$, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2412.13264