Алма обнаруживает массивный вращающийся диск в ранней Вселенной

В нашем 13.8 миллиардов лет Вселенной, большинство галактик, как наш Млечный Путь форма постепенно, достигая их большой массы относительно поздно. Но новое открытие, сделанное с Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (Алма) массивного вращающегося диска галактики, видел, когда Вселенной было всего десять процентов от ее современного возраста, бросает вызов традиционным моделям формирования галактик. Это исследование появляется на 20 мая 2020 года в журнале Nature.

Галактика DLA0817g, по прозвищу диск Вулф после того, как покойный астроном Артур М. Вольф, является наиболее удаленного вращающегося диска галактики не наблюдается. Невиданной мощи Алма сделало возможным увидеть эту галактику вращаться на 170 миль (272 километра) в секунду, похожие на наш Млечный Путь.

«В то время как предыдущие исследования намекали на существование этих ранних вращающийся богатой газом галактики, благодаря альма-теперь у нас есть однозначные доказательства того, что они встречаются уже 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва,» сказал ведущий автор Марсель Neeleman Института Макса Планка по астрономии в Гейдельберге, Германия.

Как форма диска Вулф?

Открытие диска Вулф обеспечивает вызов для многих моделирование формирования галактик, которая предскажет, что массивные галактики на данный момент в эволюции космоса выросла через многочисленные слияния более мелких галактик и горячие сгустки газа.

«Большинство галактик, которые мы видим в начале вселенной выглядят как поезда, потому что они подверглись последовательным и часто «склонных к насилию «слияния», — пояснил Neeleman. «Эти горячие слияний затрудняют упорядоченная форма, холодной вращающихся дисков, как мы наблюдаем в нашей нынешней Вселенной.»

В большинстве сценариев формирования галактик, галактик только начинаются, чтобы показать хорошо сформированный диск около 6 миллиардов лет после Большого Взрыва. Тот факт, что астрономы нашли такой диск галактики, когда Вселенной было всего десять процентов от ее современного возраста, указывает на то, что другие процессы роста должны доминировать.

«Мы считаем, что диск Вулф вырос в первую очередь благодаря последовательной аккреции холодного газа», — сказал Ж. Ксавье Прочаски из Калифорнийского университета, Санта-Круз и соавтор бумаги. «Все-таки, один из вопросов, который остается, — это как собрать такой большой массы газа при сохранении относительно стабильной, вращающийся диск».

Звездообразование

Команда также использовала Национального научного фонда г. Карл Янский очень большая решетка (VLA) и НАСА/ЕКА «Хаббл», космический телескоп, чтобы узнать больше о звездообразования в диске Вулф. В радиодиапазонах, Алма смотрела на движения и массы галактики атомного газа и пыли, в то время как вла измерил количество молекулярная масса — топливо для формирования звезд. В УФ-свете, «Хаббл» наблюдал массивных звезд. «Скорость звездообразования в диске Вулф как минимум в десять раз выше, чем в нашей собственной галактике», — пояснил Прочаски. «Это должно быть один из самых продуктивных дисковых галактик в ранней Вселенной».

«Нормальной» галактики

Диск Вулф был впервые обнаружен Алма в 2017 году. Neeleman и его команда нашли галактику, когда они изучали свет от более далеких квазаров. Свет от квазара был поглощен, как она прошла через массивный резервуар водорода, окружающие галактики-это как он показал себя. Вместо того, чтобы искать прямой свет от очень яркой, но более редких галактик, астрономы использовали этот ‘поглощения’ метод, чтобы найти глуше, и «нормальных» галактик в ранней Вселенной.

«То, что мы нашли диск Вулф, используя этот метод, говорит нам, что он принадлежит к нормальному населения галактик, присутствующих на ранних этапах», — сказал Neeleman. «Когда наши новые наблюдения с ALMA неожиданно показала, что она вращается, мы поняли, что рано вращающихся дисковых галактик не так редки, как мы думали, а что там должно быть много больше их там.»

«Это наблюдение отражает как наше понимание Вселенной повышается с развитой чувствительности, что Алма приносит в радиоастрономии,» сказал Джо Пеше, директор программы по астрономии Национального научного фонда, который финансирует телескоп. «Алма позволяет нам делать новые, неожиданные находки почти каждое наблюдение».

сделать разницу: спонсорские возможности