nové fotky z[{“ 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.

Táto simulácia ukazuje, ako sa tvoria hviezdne tyče (vľavo) a prúdy plynu poháňané tyčou (vpravo). Hviezdne priečky hrajú dôležitú úlohu v galaktickom vývoji tým, že usmerňujú plyn do centrálnych oblastí galaxie, kde sa rýchlo premieňa na nové hviezdy, 10 až 100-krát rýchlejšie ako rýchlosť vo zvyšku galaxie. Tyče tiež nepriamo napomáhajú vzniku supermasívnych čiernych dier v centrách galaxií tým, že nasmerujú plynnú časť cesty. Poďakovanie: Françoise Combes, Parížske observatórium

Objav tyčí v tomto ranom veku otriasol scenármi vývoja galaxií niekoľkými spôsobmi.

„Toto včasné odhalenie priečok znamená, že modely vývoja galaxií majú teraz novú cestu cez priečky, aby urýchlili produkciu nových hviezd v ranom veku,“ povedal Jogee.

A existencia týchto skorých pruhov spochybňuje teoretické modely, pretože je potrebné opraviť pre galaktickú fyziku, aby predpovedali správny počet pruhov. Tím bude testovať rôzne modely vo svojich nadchádzajúcich dokumentoch.

Montáž obrázkov JWST ukazuje šesť príkladov galaxií s priečkou, z ktorých dva predstavujú doteraz najvyššie kvantifikované a charakterizované časy obnovy. Štítky v ľavom hornom rohu každého čísla ukazujú retrográdny čas každej galaxie, ktorý sa pohybuje od 8,4 do 11 miliárd rokov (Gyr), kedy bol vesmír iba 40 % až 20 % svojho súčasného veku. Poďakovanie: NASA/CEERS/The University of Texas at Austin

JWST dokáže odhaliť štruktúry vo vzdialených galaxiách lepšie ako Hubbleov teleskop z dvoch dôvodov: Po prvé, jeho väčšie zrkadlo mu dáva väčšiu schopnosť zhromažďovať svetlo, čo mu umožňuje vidieť ďalej a s vyšším rozlíšením. Po druhé, cez prach vidí lepšie, pretože pozoruje pri dlhších infračervených vlnových dĺžkach ako Hubblov teleskop.

Vysokoškoláci Eden Wise a Zilei Chen zohrali hlavnú úlohu vo výskume tým, že vizuálne preskúmali stovky galaxií a hľadali tie, ktoré vyzerali, že majú pruhy, čo pomohlo zúžiť zoznam na niekoľko desiatok, aby ho iní výskumníci mohli analyzovať pomocou intenzívnejších výpočtov. . Blíži sa.

Referencia: „Prvý pohľad na z > 1 pruhy vo zvyšku blízkeho infračerveného záberu so snímkami JWST zo začiatku CEERS“ Autori Yuchen Guo, Sharda Joji, Stephen L Finkelstein, Zili Chen, Aiden Weiss, Michaela P Bagley, Guillermo Barrow, Stegen & Witts, Dale D. Kosevski, Jehan S. Kartaltepe, Elizabeth J. McGrath, Henry C. Ferguson, Bahram Mobacher, Mauro Giavalescu, Ray A. Lucas, George A. Zavala, Jennifer M. Lutz, Norman A. Grojean, Mark Huertas-Company, Jesus Vega-Ferrero, Nimish P. Hathi, Pablo Arrabal Haro, Mark Dickinson, Anton M. Koekemoer, Casey Papovich, Nor Pirzkal, LY Aaron Yung, Bren E. Backhaus, Eric F. Bell, Antonello Calabrò, Nikko G. Cleary, Rosemary T. Cogan, MC Cooper, Luca Constantin, Darren Croton, Kelsey Davis, Alexandre de la Vega, Avishai Dekel, Maximilian Franco, Jonathan P. Gardner, Ben W. Holwerda, Taylor A. Hutchison, Viraj Pandya, Pablo G. Perez-Gonzalez, Swara Ravindranath, Caitlin Rose, Jonathan R. Trump, Weichen Wang prijali, Astrophysical Journal Letters.
arXiv: 2210,08658

Ďalšími spoluautormi z University of Austin sú Stephen Finkelstein, Michaela Bagley a Maximilian Franco. Desiatky spoluautorov z iných inštitúcií pochádzajú zo Spojených štátov, Spojeného kráľovstva, Japonska, Španielska, Francúzska, Talianska, Austrálie a Izraela.

Financovanie tohto výskumu čiastočne poskytla nadácia Roland K. Blumberg Endowment in Astronomy, Heising-Simons Foundation a NASA. Táto práca čerpala zo zdrojov Texaského centra pre pokročilú výpočtovú techniku ​​vrátane Frontera, najvýkonnejšieho superpočítača na americkej univerzite.