Астрономи знайшли «дзеркальне відображення» Чумацького Шляху

Ви коли-небудь замислювалися, як виглядала наша галактика Чумацький Шлях у своїй ранній історії? Астрономи за допомогою телескопа Вебба (JWST) знайшли ще одну галактику, яка є майже дзеркальним відображенням нашої галактики в дитинстві.

Має прізвисько «Бенгальський вогонь». Це тому, що навколо нього обертається близько двох десятків блискучих кульових скупчень. Там також є кілька карликових галактик, які поглинає галактика.

Подання JWST показує, як Sparkler виглядав, коли Всесвіту було лише чотири мільярди років, або приблизно третину нинішнього віку Всесвіту. Це означає, що ця галактика, як і Чумацький Шлях, почала формуватися дуже рано в космічній історії.

Якщо Sparkler йде тим же шляхом зростання, що й Чумацький Шлях через злиття та поглинання галактик, то він має розвиватися так само, як і Чумацький Шлях. Приблизно через дев’ять мільярдів років він може виглядати дуже схожим на нашого близнюка.

Далекий, ранній проксі нашого Чумацького Шляху

Спарклер лежить у напрямку сузір’я Волан (у південній півкулі неба). Це досить далеко, з червоним зміщенням z = 1,38. Це приблизно 9 мільярдів світлових років, тобто кілька мільярдів років після Великого вибуху . Як і Чумацький Шлях, Sparkler не виник із космосу повністю сформованим.

Обидві галактики почалися як «надщільність» матерії (як хмари нейтрального водню) у ранньому Всесвіті. Подумайте про них як про «насіння» галактик, які притягуються разом через гравітаційне тяжіння одне до одного. Кульові скупчення народилися в деяких із цих скупчень, ймовірно, трохи раніше народження галактики. Ось чому зірки в деяких кульових галактиках старші за їхні галактики.

Потім настала ера «злиття та поглинання», коли зароджений Чумацький Шлях (і, ймовірно, також Спарклер) почав канібалізувати сусідні карликові галактики. Це великий еволюційний крок. Цілком можливо, що принаймні половина маси нашої галактики походить від цих злиттів. З часом весь матеріал об’єднався в спіральний диск, де сьогодні існують Сонце та більшість інших зірок.

Майбутнє Sparkler у порівнянні з Чумацьким Шляхом

Чи піде Sparkler тим самим еволюційним шляхом, що й Чумацький Шлях? З даних JWST схоже, що так і буде. Хоча наразі лише невелика частка маси Чумацького Шляху – близько 3 відсотків – зміниться, коли він поглине інші, менші галактики. Згодом вона зрівняється з масою Чумацького Шляху в сучасному Всесвіті.

Це дуже захоплююче, тому що це дає астрономам шанс зрозуміти, що сталося під час еволюції нашої галактики.

«Здається, ми спостерігаємо з власних рук збирання цієї галактики, коли вона нарощує свою масу – у формі карликової галактики та кількох кульових скупчень», – сказав професор Дункан Форбс з Університету Свінберна в Австралії.

Він вивчав галактику та її скупчення разом з професором Аароном Романовським з Університету штату Сан-Хосе в Каліфорнії.

«Ми раді цій унікальній можливості вивчити як формування кульових скупчень, так і зародження Чумацького Шляху в той час, коли Всесвіт становив лише 1/3 свого нинішнього віку», — сказав він.

Forbes і Romanowsky використали дані JWST, щоб дослідити вік і металевість кількох «блисків» (компактних джерел) у галактиці Sparkler та навколо неї. Мета полягала в тому, щоб вивчити металічність в діапазоні компактних зоряних скупчень, що оточують Спарклер. Вчені хотіли побачити, чи схожі вони на молодші версії кульових частин Чумацького Шляху.

За словами Романовського, спостереження JWST на Sparkler можуть також відповісти на різні питання про кульові скупчення та їх утворення. 

«Походження кульових скупчень — давня загадка», — сказав він. «Ми дуже раді, що JWST може озирнутися в минуле, щоб побачити їх у молодості».

Виявилося, що скупчення Спаркера справді мають разючу подібність до деяких кульових частин Чумацького Шляху. Декілька, здавалося, утворилися дуже рано, і зірки досить багаті металами. Це вказує на дуже швидкий процес хімічного збагачення в ранньому Всесвіті.

Кілька скупчень мали зірки, які були трохи старші та бідні металами, ніж в інших скупченнях. Ймовірно, вони належать до галактики-супутника малої маси, яку поглинає Спарклер. Сцена дуже нагадує історію злиття Чумацького Шляху протягом усього його життя.

Потрібні додаткові дані

Щоб краще зрозуміти еволюційний стан Спарклера та його скупчень, двоє вчених кажуть, що необхідні додаткові спостереження за скупченнями подібного типу навколо інших віддалених галактик у Всесвіті. Це допомогло б визначити, чи є Sparkler типовим для стилю злиття еволюції галактик (подібно до Чумацького Шляху).

Якщо ні, то деталі ранньої еволюції галактик, хімічного збагачення, зростання маси та формування зоряних скупчень, можливо, потребують певного перегляду.