Астрономы обнаружили древнейшую во Вселенной дисковую галактику DLA0817g, которая сформировалась спустя всего 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Исследовательская работа «A cold, massive, rotating disk galaxy 1.5 billion years after the Big Bang», в рамках которой учёные изучили уникальную звёздную систему и пришли к новым выводам касательно эволюции Вселенной, была опубликована в научном журнале Nature.
Согласно более ранним исследованиям, дисковые галактики, включая спиральные системы наподобие Млечного Пути, зародились во Вселенной не ранее, чем через 3-4 миллиарда лет после Большого взрыва, случившегося почти 14 миллиардов лет назад. Открытие столь «скороспелой» галактики, как DLA0817g, в корне меняет общепринятую парадигму эволюции Вселенной.
Астрофизики предполагали, что ранние галактики представляли собой горячие сферические комки газа и космической пыли. По мнению теоретиков, процесс расширения материи был слишком «агрессивным», чтобы горячий газ обрёл форму диска. Лишь спустя долгие годы остывания материя сжалась в холодный, наполненный звёздами диск. Однако технологии, которые появились в последние 15 лет, позволили учёным глубже заглянуть в историю Вселенной. Создавая компьютерные симуляции, исследователи обнаружили большую вероятность того, что в разгорячённой молодой Вселенной могли появиться потоки холодного газа, который ускорил процесс сжатия бесформенных комков материи в дисковые галактики.
Чтобы доказать или опровергнуть существования процесса, получившего название «метод холодной аккреции», астроном Марсель Нилман и его коллеги занялись поиском самых ранних галактик. Большинство таких систем слишком далеки от нас, потому их практически невозможно досконально изучить при помощи наземных или орбитальных телескопов. В то же время наиболее чувствительные радиотелескопы способны регистрировать свет самых ярких астрономических объектов – квазаров, даже если они находятся в миллиардах световых лет от Земли. Гигантская светимость одного из них позволила учёным заметить силуэт дисковой галактики DLA0817g, изучить её содержимое и структуру.
Нилман и другие исследователи из Института астрономии общества Макса Планка обнаружили первые признаки галактики DLA0817g в 2017 году, используя Атакамскую большую антенную решётку миллиметрового диапазона (ALMA). Повторное изучение системы показало, что эта система вращается примерно с той же скоростью, что и Млечный Путь – примерно 272 км/ч. Новые изображения галактики подтвердили, что она представляет собой холодный сформировавшийся диск, вероятнее всего, спиральной формы. Кроме того, DLA0817g относится к галактикам-гигантам: её масса в 72 миллиарда раз превышает массу Солнца. Учёные также определили уровень красного смещения (увеличение длины волны электромагнитного излучения) при помощи измерения количества света квазара, поглощаемого галактикой. Этот показатель отображает удаление объекта от Земли и позволяет оценить его возраст. Параметр смещения 4,2603 позволил исследователям определить, что галактика DLA0817g более чем на миллиард лет старше системы A1689B11, которую прежде считали древнейшей дисковой галактикой.