Самый далекий из когда-либо наблюдавшихся близнецов Млечного Пути

На изображении Чжулонга видны его спиральные рукава, старая центральная выпуклость и большой диск звездообразования, напоминающий Млечный Путь. Автор: NASA/CSA/ESA, M. Xiao (University of Geneva), G. Brammer (Niels Bohr Institute), Dawn JWST Archive

Открытие было сделано с использованием данных космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и предлагает важные сведения о том, как галактики могли формироваться и развиваться так быстро в ранней Вселенной. Исследование опубликованов Astronomy & Astrophysics.

Ожидается, что формирование крупных спиральных галактик, таких как Млечный Путь, займет несколько миллиардов лет. В течение первого миллиарда лет космической истории галактики считаются маленькими, хаотичными и неправильной формы.

Однако JWST начинает открывать совершенно иную картину. Его глубокие инфракрасные изображения обнаруживают удивительно массивные и хорошо структурированные галактики в гораздо более ранние времена, чем предполагалось ранее, побуждая астрономов пересмотреть то, как и когда галактики формировались в ранней Вселенной.

Двойник Млечного Пути в ранней Вселенной

Среди этих новых открытий — Чжулонг, самый далекий кандидат в спиральные галактики, идентифицированный на сегодняшний день, видимый при красном смещении 5,2 — всего через 1 миллиард лет после Большого взрыва. Несмотря на эту раннюю эпоху, галактика демонстрирует удивительно зрелую структуру: центральный старый балдж, большой диск звездообразования и спиральные рукава — особенности, обычно наблюдаемые в близлежащих галактиках.

«Мы назвали эту галактику Чжулун, что в китайской мифологии означает «Дракон-факел». В мифе Чжулун — это могущественный красный солнечный дракон, который создает день и ночь, открывая и закрывая свои глаза, символизируя свет и космическое время», — говорит доктор Мэньюань Сяо, научный сотрудник кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE и ведущий автор исследования.

«Что выделяет Чжулонг, так это то, насколько он похож на Млечный Путь — и по форме, и по размеру, и по звездной массе», — добавляет она.

Его диск охватывает более 60 000 световых лет, что сопоставимо с нашей собственной галактикой, и содержит более 100 миллиардов солнечных масс в звездах. Это делает его одним из самых убедительных аналогов Млечного Пути, когда-либо найденных в столь раннее время, поднимая новые вопросы о том, как массивные, хорошо упорядоченные спиральные галактики могли образоваться так скоро после Большого взрыва.

Удачное открытие

Zhúlóng был обнаружен в глубокой съемке обзора PANORAMIC (GO-2514) JWST, широкомасштабной внегалактической программы под руководством Кристины Уильямс (NOIRLab) и Паскаля Эша (UNIGE). PANORAMIC использует уникальный режим «чистого параллелизма» JWST — эффективную стратегию для сбора высококачественных изображений, пока основной инструмент JWST собирает данные о другой цели.

«Это позволяет JWST картировать большие участки неба, что крайне важно для открытия массивных галактик, поскольку они невероятно редки», — говорит доктор Кристина Уильямс, помощник астронома в NOIRLab и главный исследователь программы PANORAMIC.

«Это открытие подчеркивает потенциал чистых параллельных программ для обнаружения редких, далеких объектов, которые подвергают стресс-тестированию модели формирования галактик».

Ранее считалось, что на развитие спиральных структур уходят миллиарды лет, а массивные галактики не могли появиться во Вселенной до гораздо более позднего времени, поскольку они обычно образуются после слияния более мелких галактик с течением времени.

«Это открытие показывает, как JWST фундаментально меняет наши представления о ранней Вселенной», — говорит профессор Паскаль Эш, доцент кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE и один из главных исследователей программы PANORAMIC.

Будущие наблюдения JWST и Atacama Large Millimeter Array (ALMA) помогут подтвердить его свойства и раскрыть больше информации об истории его формирования. По мере продолжения новых широкомасштабных обзоров JWST астрономы ожидают найти больше таких галактик, что позволит по-новому взглянуть на сложные процессы формирования галактик в ранней Вселенной.

Больше информации: Mengyuan Xiao et al, PANORAMIC: Discovery of an ultra-massive grand-design spiral galaxy at z ∼ 5.2, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202453487

Источник: University of Geneva