Якби ми могли вирушити далеко за межі нашої галактики й озирнутися на Чумацький Шлях, це було б чудове видовище. Яскраві спіралі, що тягнуться від центрального ядра, з пилом і туманностями, розкиданими по краях спіралі. Коли ви думаєте про галактику, ви, мабуть, уявляєте спіральну галактику, як Чумацький Шлях, але спіралі складають лише близько 60% галактик, які ми бачимо. Це тому, що спіральні галактики утворюються лише тоді, коли менші галактики з часом стикаються та зливаються. Принаймні так ми думали, оскільки нове дослідження, опубліковане на сервері препринтів arXiv, показує, що це не так.
Стандартна модель галактик полягає в тому, що вони еволюціонують з часом. Галактики утворилися з величезних хмар первісного водню та гелію, і, ймовірно, спочатку мали досить аморфну структуру. Враховуючи щільність раннього Всесвіту, зіткнення та злиття галактик були звичайним явищем, через що галактики оберталися та спричиняли утворення дисків і спіралей. Все це потребує часу, тому ми очікуємо, що спіральні галактики будуть досить поширеними в локальному Всесвіті, але рідкісними в ранньому Всесвіті.
У цій новій роботі були використані дані дослідницького дослідження Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), які були зібрані космічним телескопом Джеймса Вебба. Команда ідентифікувала 873 галактики, маси яких перевищують 10 мільярдів сонячних мас, із червоним зміщенням від z = 0,5 до z = 4. Вік галактик із таким червоним зсувом становить від 5 до 12 мільярдів років, тому вони охоплюють діапазон від ранніх галактик до сучасних.
З цих галактик 216 були класифіковані як спіральні. Автори обережно звернули увагу на те, що деякі галактики, можливо, об’єднувалися неправильно, але навіть тоді 108 галактик були одностайно класифіковані оцінювачами як спіральні. Коли команда впорядкувала їх за червоним зсувом, вони виявили, що хоча частка спіралей зменшувалася, коли ви переходили далі в минуле, частка спіралей на червоних зміщеннях вище z = 3 була набагато вищою, ніж очікувалося. Коли команда відкалібрувала спостереження, вони виявили, що близько п’ятої частини галактик при z = 3 є спіральними галактиками. Ці дуже ранні галактики повинні були перетворитися на спіралі менш ніж через два мільярди років після Великого вибуху, а це означає, що було б мало часу, щоб злиття та зіткнення стали причиною.
Іншими словами, багато галактик еволюціонували в спіралі у формі диска досить рано у Всесвіті. Отже, хоча зіткнення та злиття відіграють певну роль у формуванні спіральних галактик, ймовірно, є інші фактори, які вступають у гру. Наразі незрозуміло, що це за фактори. Завдяки майбутнім даним JWST команда сподівається визначити, як розвивалися ці ранні галактики та чому спіральні галактики існують так довго.