Šī simulācija parāda, kā veidojas zvaigžņu stieņi (pa kreisi) un stieņu vadītas gāzes plūsmas (pa labi). Zvaigžņu joslām ir svarīga loma galaktikas evolūcijā, virzot gāzi galaktikas centrālajos reģionos, kur tā ātri pārvēršas jaunās zvaigznēs, 10 līdz 100 reizes ātrāk nekā pārējā galaktikas daļā. Stieņi arī netieši veicina supermasīvu melno caurumu veidošanos galaktiku centros, virzot gāzveida ceļa daļu. Pateicība: Fransuāza Kombesa, Parīzes observatorija
jaunas bildes no[{” attribute=””>NASA’s James Webb Space Telescope (JWST) reveal for the first time galaxies with stellar bars — elongated features of stars stretching from the centers of galaxies into their outer disks — at a time when the universe was a mere 25% of its present age. The finding of so-called barred galaxies, similar to our Milky Way, this early in the universe will require astrophysicists to refine their theories of galaxy evolution.
Prior to JWST, images from the Hubble Space Telescope had never detected bars at such young epochs. In a Hubble image, one galaxy, EGS-23205, is little more than a disk-shaped smudge, but in the corresponding JWST image taken this past summer, it’s a beautiful spiral galaxy with a clear stellar bar.
“I took one look at these data, and I said, ‘We are dropping everything else!’” said Shardha Jogee, professor of astronomy at The University of Texas at Austin. “The bars hardly visible in Hubble data just popped out in the JWST image, showing the tremendous power of JWST to see the underlying structure in galaxies,” she said, describing data from the Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), led by UT Austin professor, Steven Finkelstein.
The power of JWST to map galaxies at high resolution and at longer infrared wavelengths than Hubble allows it look through dust and unveil the underlying structure and mass of distant galaxies. This can be seen in these two images of the galaxy EGS23205, seen as it was about 11 billion years ago. In the HST image (left, taken in the near-infrared filter), the galaxy is little more than a disk-shaped smudge obscured by dust and impacted by the glare of young stars, but in the corresponding JWST mid-infrared image (taken this past summer), it’s a beautiful spiral galaxy with a clear stellar bar. Credit: NASA/CEERS/University of Texas at Austin
The team identified another barred galaxy, EGS-24268, also from about 11 billion years ago, which makes two barred galaxies existing farther back in time than any previously discovered.
In an article accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters, they highlight these two galaxies and show examples of four other barred galaxies from more than 8 billion years ago.
“For this study, we are looking at a new regime where no one had used this kind of data or done this kind of quantitative analysis before,” said Yuchen “Kay” Guo, a graduate student who led the analysis, “so everything is new. It’s like going into a forest that nobody has ever gone into.”
Bars play an important role in galaxy evolution by funneling gas into the central regions, boosting star formation.
“Bars solve the supply chain problem in galaxies,” Jogee said. “Just like we need to bring raw material from the harbor to inland factories that make new products, a bar powerfully transports gas into the central region where the gas is rapidly converted into new stars at a rate typically 10 to 100 times faster than in the rest of the galaxy.”
Bars also help to grow supermassive black holes in the centers of galaxies by channeling the gas part of the way.
Šī simulācija parāda, kā veidojas zvaigžņu stieņi (pa kreisi) un stieņu vadītas gāzes plūsmas (pa labi). Zvaigžņu joslām ir svarīga loma galaktikas evolūcijā, virzot gāzi galaktikas centrālajos reģionos, kur tā ātri pārvēršas jaunās zvaigznēs, 10 līdz 100 reizes ātrāk nekā pārējā galaktikas daļā. Stieņi arī netieši palīdz veidot supermasīvus melnos caurumus galaktiku centros, virzot gāzes daļu. Pateicība: Fransuāza Kombesa, Parīzes observatorija
Stieņu atklāšana šajos agrīnajos laikmetos ir vairākos veidos satricinājusi galaktikas evolūcijas scenārijus.
“Šī agrīnā joslu noteikšana nozīmē, ka galaktiku evolūcijas modeļiem tagad ir jauns ceļš cauri joslām, lai paātrinātu jaunu zvaigžņu veidošanos agrīnā vecumā,” sacīja Džodžs.
Un šo agrīno stieņu esamība izaicina teorētiskos modeļus, jo tiem ir jākoriģē galaktikas fizika, lai paredzētu pareizo stieņu daudzumu. Komanda pārbaudīs dažādus modeļus savos gaidāmajos dokumentos.
JWST attēlu montāža parāda sešus nosprostoto galaktiku piemērus, no kuriem divi atspoguļo līdz šim augstāko kvantitatīvo un raksturoto atjaunošanās laiku. Katra skaitļa augšējā kreisajā stūrī esošās etiķetes parāda katras galaktikas retrogrādo laiku, kas svārstās no 8,4 līdz 11 miljardiem gadu pirms (Gyr), kad Visums bija tikai 40% līdz 20% no tā pašreizējā vecuma. Pateicība: NASA/CEERS/Teksasas Universitāte Ostinā
JWST var atklāt struktūras tālās galaktikās labāk nekā Habla divu iemeslu dēļ: pirmkārt, tā lielākais spogulis nodrošina lielāku gaismas savākšanas spēju, ļaujot tam redzēt tālāk un ar augstāku izšķirtspēju. Otrkārt, tas var labāk redzēt cauri putekļiem, jo tas novēro garākos infrasarkano staru viļņu garumos nekā Habla teleskops.
Studentiem Eden Wise un Zilei Chen bija liela loma pētījumā, vizuāli pārskatot simtiem galaktiku, meklējot tās, kurām, šķiet, ir joslas, kas palīdzēja sašaurināt sarakstu līdz dažiem desmitiem, lai citi pētnieki varētu to analizēt ar intensīvākiem aprēķiniem. . Tuvojas.
Atsauce: “Vispirms apskatiet z > 1 joslu pārējā tuvās infrasarkanā kadra daļā ar JWST agrīnajiem CEERS attēliem” Autori Jučens Guo, Šarda Džodži, Stīvens L. Finkelšteins, Zili Čens, Aidens Veiss, Mihaela P. Baglija, Giljermo Barovs, Stegens un Vitss, Deils D. Kosevskis, Džehans S. Kartaltepe, Elizabete Dž. Makgrets, Henrijs K. Fergusons, Bahrams Mobahers, Mauro Džavalesku, Rejs A. Lūkass, Džordžs A. Zavala, Dženifera M. Luca, Normans A. Grojeans, Marks Huertass-Kompānija, Hesuss Vega-Ferrero, Nimišs P. Hati, Pablo Arrabals Haro, Marks Dikinsons, Antons M. Koekemoers, Keisijs Papovičs, Nors Pirzkals, LY Aaron Yung, Bren E. Backhaus, Eric F. Bell, Antonello Calabrò, Nikko G. Cleary, Rosemary T. Cogan, MC Cooper, Luca Constantin, Darren Krotons, Kelsija Deivisa pieņemts, Aleksandrs de la Vega, Avišajs Dekels, Maksimilians Franko, Džonatans P. Gārdners, Bens V. Holverda, Teilors A. Hačisons, Virajs Pandja, Pablo G. Peress-Gonzaless, Svara Ravindranata, Keitlina Rouza, Džonatans R. Tramps, Veičena Vanga, pieņemts Astrofizikas žurnālu vēstules.
arXiv: 2210.08658
Citi līdzautori no Ostinas universitātes ir Stīvens Finkelšteins, Maikla Baglija un Maksimilians Franko. Desmitiem līdzautoru no citām iestādēm nāk no ASV, Apvienotās Karalistes, Japānas, Spānijas, Francijas, Itālijas, Austrālijas un Izraēlas.
Finansējumu šim pētījumam daļēji nodrošināja Rolanda K. Blumberga fonds astronomijā, Heising-Simonsa fonds un NASA. Šis darbs izmantoja Teksasas uzlabotās skaitļošanas centra resursus, tostarp Frontera, jaudīgāko superdatoru Amerikas universitātē.
