Современные дисковые галактики часто имеют двойную структуру в виде толстого внешнего диска и «встроенного» в него тонкого диска. Например, толстый диск нашей галактики Млечный Путь имеет высоту около 3000 световых лет, а его тонкий диск — примерно 1000 световых лет.
Но как формируется эта двойная дисковая структура? Чтобы ответить на этот вопрос, группа астрономов задействовала телескоп James Webb (JWST). Они проанализировали выборку из 11 дисковых галактик, которые повернуты к Земле ребром. Самая удаленная из них находится на расстоянии 11 млрд световых лет от нас.
Анализ показал, что галактики сначала формируют толстый диск, а затем тонкий. Время, когда это происходит, зависит от массы галактики: галактики с высокой массой и одним диском перешли к структуре с двумя дисками около 8 млрд лет назад. Напротив, галактики с низкой массой и одним диском сформировали свои встроенные тонкие диски позже, около 4 млрд лет назад.
Чтобы объяснить этот переход от одного диска к структуре с двумя дисками, а также разницу во времени для галактик с высокой и низкой массой, команда вышла за пределы своей первоначальной выборки галактик, и изучила данные, показывающие движение газа, полученные с помощью антенной решетки ALMA и наземных наблюдений.
Приняв во внимание движение газовых дисков галактик, команда обнаружила, что их результаты согласуются со сценарием «турбулентного газового диска», одной из трех основных гипотез, предложенных для объяснения процесса образования толстых и тонких дисков. В этом сценарии турбулентный газовый диск в ранней Вселенной вызывает интенсивное звездообразование, формируя толстый звездный диск. По мере образования звезд они стабилизируют газовый диск, который становится менее турбулентным и, как следствие, более тонким.
Поскольку массивные галактики могут более эффективно преобразовывать газ в звезды, они успокаиваются раньше, чем их маломассивные аналоги, что приводит к более раннему образованию тонких дисков. Образование толстых и тонких дисков не является изолированным явлением: толстый диск продолжает расти по мере развития галактики, хотя и медленнее, чем тонкий диск. Исследователи также отмечают, что переходный период от одно к двухдисковой структуре примерно совпадает по времени с формированием тонкого диска Млечного Пути.
Ранее мы рассказывали о том, как James Webb обнаружил популяцию галактик, сыгравших ключевую роль в реионизации Вселенной.
По материалам NASA
