Астрономи пояснили, як формувалися кулясті структури в давніх галактиках.

Плоский обертовий диск Чумацького Шляху (та інших сучасних галактик) складається з відносно молодих зірок, що обертаються по орбіті, близькій до кругової. Гало при цьому складається з зірок, що рухаються по витягнутим орбітах, та має сфероїдальну (кулясту) форму.

Нагадаємо, саме в таких еліптичних структурах міститься більша частина зірок у Всесвіті, однак як саме утворюються багаті пилом і зіркоутворенням «ядра» — в результаті злиття галактик, колапсу газових хмар або поступового перетікання речовини з диска всередину, — вчені не знали.

Тепер міжнародна дослідницька група на чолі з Цінь-Хуа Тань (Qing-Hua Tan) з обсерваторії Цзицзіньшань (КНР) та Емануеле Дадді (Emanuele Daddi) з Університету Париж-Сакле (Франція) відкрила несподіваний етап формування об'ємних, кулястих структур, характерних для сучасних масивних галактик — сфероїдів.

Вперше детально розглянути структуру мешканців космосу, сформованих в відносно ранній Всесвіті (коли її вік становив менше половини від сучасного), вдалося завдяки надчутливому радіотелескопу ALMA. Результати наукової роботи представлені в журналі Nature.

Проаналізувавши архівні дані спостережень для 146 яскравих галактик у субміліметровому діапазоні (терагерцевому випромінюванні) на великих червоних зсувів
(тобто в відносно давньому Всесвіті), дослідники застосували комп'ютерне моделювання і з його допомогою відновили форму і розміри світних пилом областей — «серцевин» далеких зіркоутворюючих систем.

Виявилося, що давні галактики формували свої майже кулясті ядра з зірок і пилу безпосередньо в період інтенсивних спалахів зіркоутворення (найчастіше спостерігаються після зіткнення двох галактик або близького проходу однієї біля іншої). Вони, як правило, вказують на їх можливу зв'язок з формуванням масивних сфероїдів, однак спостерігати їх в оптичному та інфрачервоному діапазонах було важко через густі пилові хмари.

В результаті автори дослідження дійшли висновку, що в так званий космічний полудень — приблизно через два-три мільярди років після Великого вибуху — ключовим механізмом формування кулястих структур (зіркових «ядер») були інтенсивні спалахи зіркоутворення. Вирішальну роль у описаному сценарії могли зіграти прямі злиття галактик і нестандартні газові потоки — процеси, відповідальні за «вспучування» структур і їх округлу форму.

Результати нової наукової роботи — важливий крок до вирішення давньої головоломки про походження масивних галактичних сфероїдів. Подальші спостереження за допомогою радіотелескопа ALMA та космічної обсерваторії «Джеймс Уебб» дозволять уточнити теоретичні моделі формування галактик і більше дізнатися про еволюцію цих зіркових «міст».