Астрономы обнаружили «космический виноград» — галактику с необычной структурой

Художественное изображение галактики «Космический виноград», состоящей как минимум из 15 массивных сгустков звездообразования — значительно больше, чем предсказывают современные теоретические модели для вращающегося диска в столь ранний период. Автор: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton

Астрономы обнаружили необычную галактику с «комковатой» структурой, существовавшую всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва. Это открытие проливает новый свет на процессы формирования и эволюции галактик в ранней Вселенной. Галактика, получившая прозвище «Космический виноград», состоит как минимум из 15 массивных сгустков звездообразования — что значительно превышает предсказания современных теоретических моделей.

Открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, стало возможным благодаря совместным наблюдениям с помощью массива радиотелескопов ALMA и космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Исследователи изучали галактику, которая оказалась идеально увеличенной благодаря эффекту гравитационного линзирования от скопления галактик на переднем плане. В общей сложности на наблюдения этой системы было потрачено более 100 часов телескопного времени, что делает её одной из самых детально изученных галактик ранней Вселенной.

Хотя на снимках Хаббла эта галактика выглядела как гладкий дискообразный объект, высокая разрешающая способность ALMA и JWST в сочетании с гравитационным линзированием показала совершенно иную картину: вращающуюся галактику, заполненную массивными сгустками, напоминающими гроздь винограда. Это первый случай, когда астрономам удалось связать мелкомасштабные внутренние структуры с крупномасштабным вращением в типичной галактике эпохи космического рассвета, достигнув пространственного разрешения всего около 10 парсек (30 световых лет).

Галактика «Космический виноград» на снимках Хаббла выглядела как типичная галактика с гладким звездным диском (слева). Однако наблюдения JWST (в центре) и ALMA (справа) показали, что она состоит из множества компактных звездных сгустков, встроенных в гладкий вращающийся газовый диск. Красный и синий цвета на правом изображении показывают соответственно красное и синее смещение газа, отражая вращение диска. Автор: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton

Эта галактика не является редкой или экстремальной системой. По своим характеристикам (активность звездообразования, масса, размер, химический состав) она находится на «главной последовательности» галактик, что означает её типичность для той эпохи. Если это так, многие другие галактики, которые кажутся гладкими в современных телескопах, могут на самом деле состоять из подобных невидимых структур, скрытых ограничениями разрешающей способности.

Поскольку существующие симуляции не могут воспроизвести такое большое количество сгустков во вращающихся галактиках ранней Вселенной, это открытие ставит важные вопросы о процессах формирования галактик. Оно предполагает, что наше понимание механизмов обратной связи и формирования структур в молодых галактиках может потребовать значительного пересмотра.

«Космический виноград» теперь предоставляет уникальное окно в рождение и рост галактик — и, возможно, является лишь первым из многих подобных объектов. Будущие наблюдения помогут выяснить, насколько распространены были такие «комковатые» структуры в молодой Вселенной.

Дополнительная информация: S. Fujimoto et al, Primordial rotating disk composed of at least 15 dense star-forming clumps at cosmic dawn, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02592-w