Астрономы обнаружили в ранней Вселенной удивительную галактику, которая вращается и состоит из массивных «комков». Она существовала, когда после Большого взрыва прошло всего 900 миллионов лет. Это открытие меняет представления о том, как росли и развивались галактики в юной Вселенной.

Галактику прозвали «Космическим виноградом». Она состоит как минимум из 15 огромных сгустков, где активно рождаются звезды. Современные теоретические модели просто не предсказывают, что в одной вращающейся галактике того времени могло быть столько плотных образований.

Сделать открытие помогла уникальная комбинация возможностей двух инструментов: комплекса радиотелескопов ALMA и космического телескопа «Джеймс Уэбб». Они наблюдали одну и ту же галактику, которая была идеально усилена эффектом гравитационного линзирования от скопления галактик на переднем плане. На изучение этой одной системы потратили в сумме более 100 часов наблюдательного времени, что делает ее одной из самых детально исследованных галактик ранней Вселенной.

Раньше на снимках «Хаббла» эта галактика выглядела гладким диском. Но высочайшее разрешение ALMA и „Уэбба“, усиленное линзой, показало совсем другую картину: вращающуюся галактику, кишащую массивными сгустками, похожими на гроздь винограда. Впервые астрономы смогли связать воедино мелкие внутренние структуры и вращение в крупном масштабе для типичной галактики „космического рассвета“, добившись разрешения всего в 10 парсек (около 30 световых лет).

Эта галактика — не редкий уникум. Она типичный представитель своего времени:

• Ее активность по рождению звезд соответствует «главной последовательности» галактик.
• Ее масса, размер и химический состав обычны для той эпохи.

Получается, многие другие галактики, которые наши телескопы видят гладкими, на самом деле могут состоять из подобных сгустков. Просто мы их не различаем из-за ограничений разрешения.

Нынешние теоретические модели и симуляции не могут воспроизвести такое количество сгустков во вращающейся галактике ранней Вселенной. Открытие «Космического винограда» ставит важные вопросы:

• Как на самом деле формировалась структура молодых галактик?
• Правильно ли мы понимаем роль процессов обратной связи (например, от взрывов сверхновых) в их эволюции?

Эта галактика дает уникальную возможность заглянуть в детство Вселенной. И она, вероятно, лишь первая ласточка. Будущие наблющения покажут, были ли такие «гроздевидные» структуры обычным явлением в молодости космоса.

Польза здесь фундаментальная, но от этого не менее реальная. Во-первых, это прямое указание на пробелы в наших физических моделях. Если симуляции не могут воспроизвести то, что мы видим в типичной галактике, значит, мы упускаем ключевые физические процессы. Возможно, недооцениваем роль турбулентности в первичном газе или влияние темной материи на мелкомасштабную структуру. Уточнение этих моделей — это шаг к более полному пониманию законов гравитации и физики вещества во Вселенной.

Во-вторых, это открытие меняет «дорожную карту» эволюции галактик. Раньше считалось, что такие массивные, хорошо структурированные вращающиеся диски сформировались позже. „Космический виноград“ говорит, что этот процесс начался гораздо раньше. Это заставляет пересмотреть временные шкалы и механизмы слияний, аккреции и внутреннего упорядочивания галактик. В конечном счете, это помогает нам точнее понять наше собственное место в космосе и историю Млечного Пути, которая, вероятно, тоже была более „комковатой“ в юности.

Остается вопрос, насколько репрезентативна эта галактика, несмотря на заявления авторов о ее типичности. Она была обнаружена благодаря исключительному гравитационному линзированию — эффекту, который усиливает и искажает изображение. Хотя ученые мастерски используют эти искажения как «бесплатный» телескоп, всегда существует риск, что уникальные условия линзирования могли создать иллюзию или преувеличить некоторые особенности, например, видимое количество сгустков или их четкую обособленность. Прежде чем переписывать учебники, необходимо найти и изучить аналогичные галактики без помощи столь сильного линзирования, что является технически чрезвычайно сложной задачей для столь далеких объектов.

Ранее ученые обнаружили необычную галактику с ярким газом.