Астрономи, работещи с космическия телескоп „Джеймс Уеб“, откриха масивна галактика в ранната Вселена, която не се върти – в пълно противоречие с всички теоретични модели.

Галактиката, обозначена като XMM-VID1-2075, е съществувала, когато Вселената е била на по-малко от 2 милиарда години, но вече е съдържала няколко пъти повече звезди от Млечния път и напълно е спряла процеса на звездообразуване.

Откритието е направено от изследователската група MAGAZ3NE, ръководена от Калифорнийския университет в Дейвис. Научният труд е публикуван в списание Nature Astronomy.

Според стандартните космологични модели галактиките започват да се въртят веднага след формирането си.

Газът и прахът, свиващи се под действието на гравитацията, придобиват ъглов момент и системата започва да се завърта, подобно на фигурист, който прибира ръцете си към тялото.

Липсата на въртене в толкова ранен етап от еволюцията е аномалия, която изисква обяснение.

„Този гигант не показва абсолютно никакви признаци на въртене, което е едновременно много неочаквано и много интересно“, обяснява Бен Форест, водещ автор, научен сътрудник в Калифорнийския университет в Дейвис.

Досега се смяташе, че галактиките губят своето въртене едва в зряла възраст и след поредица от катастрофални събития.

В близката Вселена наистина съществуват такива обекти – това са много стари, масивни галактики, в които звездите се движат хаотично (т.нар. „дисперсия на скоростите“ надвишава подреденото въртене).

Теориите обаче не предвиждат подобно явление да се случи, когато Вселената е била едва на 1,6–1,8 милиарда години – по-малко от 15% от сегашната ѝ възраст.

Един сблъсък вместо милиарди години еволюция

Изследователите предполагат, че XMM-VID1-2075 може да е загубила своето въртене не в резултат на дълга поредица от сливания, а вследствие на един-единствен челен сблъсък с друга галактика, която се е въртяла в противоположна посока.

По този начин техните ъглови моменти взаимно са се унищожили.

„Наблюдаваме ярък шлейф от изхвърлена материя от едната страна на галактиката“, обяснява Форест.

„Това показва, че някакъв друг обект се е врязал в нея и вероятно напълно е променил вътрешната ѝ динамика.“

В същото време галактиката вече тежи няколко пъти повече от Млечния път, но – което е още по-удивително – в нея напълно е спряло звездообразуването.

Обикновено такива колосални запаси от газ би трябвало да продължат да раждат нови звезди, но тук процесът по някаква причина е замрял.

Как е направено откритието

Първоначално галактиката е открита с помощта на наземния телескоп „Кек“ в Хавай.

Тя попада в каталога като един от най-масивните обекти в ранната Вселена (MAGAZ3NE е съкращение от „Massive Ancient Galaxies at z>3 NEar-Infrared“ – търсене на древни масивни галактики с червено отместване над 3).

Високата разделителна способност на „Джеймс Уеб“ обаче позволява на учените да надникнат вътре в галактиката.

Телескопът проследява движението на звездите и газа, съставяйки карта на скоростите. В галактиката XMM-VID1-2075 всички компоненти се движат хаотично, без единен център на въртене.

Значение за науката

Противоречието между данните от наблюденията и съществуващите модели поставя под въпрос стандартната теория за формирането на големите галактики.

Ако се окаже, че такива „неподвижни гиганти“ са били често срещани в ранната Вселена, астрофизиците ще трябва да преразгледат представите си за това как се натрупва и погасява ъгловият момент в протогалактическите облаци.

Изследователите планират да продължат търсенето на подобни обекти.

Компютърните симулации предсказват, че невъртящите се галактики би трябвало да са изключително редки в ранната Вселена. Ако обаче наблюденията покажат, че те са много, моделите ще трябва спешно да бъдат коригирани.

„Някои симулации предвиждат, че в ранната Вселена може да съществува миниатюрна популация от невъртящи се галактики. Но те би трябвало да са изключително редки“, казва Форест.

„Ние проверяваме това, като наблюдаваме реалния им брой. Това ще ни помогне да разберем колко точни са нашите теории.“