Астрономы на основе наблюдений, собранных космическим телескопом James Webb (JWST), выявили новую выборку далёких, необычных галактик, названную учёными шутливо «платипус-галактики» — в честь утконоса, животного, сочетающего признаки, которые не укладываются в традиционные таксономические группы. Эти объекты находятся на расстоянии примерно 12–12,6 миллиарда световых лет от Земли, что соответствует раннему периоду эволюции Вселенной, и обладают характеристиками, которые ранее не наблюдались в галактиках этого возраста.
Обнаружение: откуда взялись эти галактики
Команда астрономов из Университета Миссури (University of Missouri) проанализировала массив данных из архивов JWST, в том числе из наблюдений программы Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS). Среди более чем 2000 источников исследователи отобрали девять объектов, которые выделялись по своей необычной комбинации визуальных и спектральных свойств.
Эти объекты выглядят в изображениях крайне компактными и точечными источниками света, почти как звезды, но их спектры — анализ распределения света по длинам волн — не соответствуют ни звёздам, ни типичным активным ядрам галактик (квазарам), которые обычно объясняют точечные яркие источники в ранней Вселенной.
Уникальные характеристики: спектр и форма
Наблюдаемые спектры «платипус-галактик» отличаются узкими спектральными линиями — что свидетельствует о более медленных скоростях движения газа, чем в классических квазарах, где линии шире из-за высоких скоростей вращения вокруг сверхмассивной чёрной дыры. Эти узкие пики напоминают спектры так называемых «зелёных горошин» (green pea galaxies), ранее выявленных в другом контексте, но сами объекты намного более компактны и удалены.
Название «платипус» отражает именно необычное сочетание признаков: в то время как обычные категории облачены в стандартизированные шаблоны («тут галактика, там квазар»), эти девять объектов содержат элементы, которые в комбинации до настоящего момента не были обнаружены.
Каковы эти объекты: ещё галактики или что-то иное?
Учёные подчёркивают, что спектральные данные не позволяют полностью исключить, что это малые галактики со звездообразованием — то есть объекты, где рождались новые звёзды. Однако в таком случае остаётся необычным исключительная компактность этих систем: они почти точечные, даже на снимках с высоким разрешением JWST, который способен детально фиксировать структуру далёких галактик.
При нормальном предположении о галактической природе, «платипус-галактики» могли бы представлять очень ранний этап формирования галактик, возможно ещё до начала масштабного процесса слияний и роста, который позже сформировал крупные галактики, подобные нашему Млечному Пути. Это связано с общепринятой моделью, согласно которой большие галактики формируются путём последовательных слияний меньших объектов.
Откуда взялось название
Инициатор исследования Хаоджин Ян (Haojing Yan) сравнил обнаруженную выборку с утконосом — млекопитающим, которое сочетает признаки, ожидать которых от одного существа было трудно. Как и в биологии, где утконос сочетает признаки птиц и млекопитающих, так и эти галактические объекты демонстрируют комбинацию признаков, которая не укладывается в существующие астрономические категории.
Название отражает как неожиданность, так и новизну обнаружения: объекты кажутся «не из того набора признаков», который астрономы ожидают у галактик или квазаров на ранних этапах эволюции Вселенной.
Почему это открытие важно
Это наблюдение имеет несколько ключевых последствий для астрономии и космологии:
1. Новые сведения о первоначальных галактиках.
Поскольку объекты видны на расстояниях более 12 миллиардов световых лет, они представляют собой системы, существовавшие, когда Вселенная была моложе примерно 1,5 млрд лет после Большого Взрыва.
2. Пересмотр понятий о ранних структурах.
Стандартные модели галактикообразования предполагают, что в самом начале Вселенной первичные галактики были относительно массивными и рыхлыми по структуре, затем они росли через слияния. Однако платипус-галактики могут указывать на существование ранее неизвестных этапов или механизмов формирования.
3. Новые вопросы о роли активных чёрных дыр.
У классических квазаров широкие спектральные линии возникают из-за высокоскоростного движения газа вокруг центральной сверхмассивной чёрной дыры. Платипус-галактики не демонстрируют таких черт, что может говорить о отсутствии или иной роли центральных массивных чёрных дыр в их истории.
Следующие шаги: что требуется для подтверждения
Авторы исследования подчёркивают, что существующие спектры с низким разрешением недостаточны для окончательных выводов. Чтобы понять истинную природу этих объектов, необходимы:
- наблюдения с более высоким спектральным разрешением, позволяющие разделить отдельные линии и измерить точные кинематические характеристики;
- поиск бóльшего набора таких объектов, чтобы установить, насколько распространена эта популяция;
- сравнение с более глубокими моделями галактикообразования, учитывающими сценарии раннего формирования, не связанные с классическими слияниями.
Общий контекст открытий Webb
James Webb Space Telescope постоянно расширяет границы наблюдаемой Вселенной, фиксируя самые ранние галактики и обнаруживая объекты, которые не вписываются в устоявшиеся модели. От изучения агрегатов массивных галактик и их структур до поиска самых далёких систем — миссия JWST предоставляет данные, которые позволяют астрономам переосмыслить историю галактик во Вселенной. Эти результаты являются частью более обширных исследований, которые уже показали удивительное разнообразие ранних звездных систем и их компонентов.
Вывод
Выявление «платипус-галактик» — это одно из последних примеров того, как JWST обнаруживает объекты, которые бросают вызов устоявшимся представлениям о космосе. Их необычные свойства — сочетание компактности и спектральных характеристик, не похожих ни на звёзды, ни на квазары — делают их важной целью для будущих исследований. Расширение выборки таких объектов и более качественные спектроскопические измерения позволят понять, являются ли они новым классом галактических систем или указывают на ранее неизвестные этапы эволюции Вселенной.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
