Сучасні дискові галактики часто мають подвійну структуру у вигляді товстого зовнішнього диска і «вбудованого» в нього тонкого диска. Наприклад, товстий диск нашої галактики Чумацький Шлях має висоту близько 3000 світлових років, а його тонкий диск — приблизно 1000 світлових років.
Але як формується ця подвійна дискова структура? Щоб відповісти на це запитання, група астрономів залучила телескоп James Webb (JWST). Вони проаналізували вибірку з 11 дискових галактик, які повернуті до Землі ребром. Найвіддаленіша з них розташована на відстані 11 млрд світлових років від нас.
Аналіз показав, що галактики спочатку формують товстий диск, а потім тонкий. Час, коли це відбувається, залежить від маси галактики: галактики з високою масою та одним диском перейшли до структури з двома дисками близько 8 млрд років тому. Навпаки, галактики з низькою масою та одним диском сформували свої вбудовані тонкі диски пізніше, близько 4 млрд років тому.
Щоб пояснити цей перехід від одного диска до структури з двома дисками, а також різницю в часі для галактик з високою і низькою масою, команда вийшла за межі своєї первісної вибірки галактик і вивчила дані, що показують рух газу, отримані за допомогою антенних решіток ALMA і наземних спостережень.
Взявши до уваги рух газових дисків галактик, команда виявила, що їхні результати узгоджуються зі сценарієм «турбулентного газового диска», однією з трьох основних гіпотез, запропонованих для пояснення процесу утворення товстих і тонких дисків. У цьому сценарії турбулентний газовий диск у ранньому Всесвіті викликає інтенсивне зореутворення, формуючи товстий зоряний диск. У міру утворення зір вони стабілізують газовий диск, який стає менш турбулентним і, як наслідок, тоншим.
Оскільки масивні галактики можуть ефективніше перетворювати газ на зорі, вони заспокоюються раніше, ніж їхні маломасивні аналоги, що призводить до більш раннього утворення тонких дисків. Утворення товстих і тонких дисків не є ізольованим явищем: товстий диск продовжує рости в міру розвитку галактики, хоча й повільніше, ніж тонкий диск. Дослідники також зазначають, що перехідний період від одно до дводискової структури приблизно збігається в часі з формуванням тонкого диска Чумацького Шляху.
Раніше ми розповідали про те, як James Webb виявив популяцію галактик, які відіграли ключову роль у реіонізації Всесвіту.
За матеріалами NASA
