Далекая галактика, получившая прозвище «Космический виноград», содержит не менее 15 плотных сгустков газа, где активно формируются звёзды. Эти структуры, напоминающие гроздь ярко-фиолетового винограда, расположены в плоском вращающемся диске. Учёные не ожидали обнаружить столь «компактные» регионы звездообразования в галактике, возраст которой оценивается в 930 миллионов лет после Большого взрыва. Это ставит под сомнение прежние представления об эволюции галактик в ранней Вселенной.

Открытие стало возможным благодаря совместным наблюдениям космического телескопа James Webb (JWST) и радиообсерватории ALMA в Чили. Галактика-линза RXCJ0600-2007, расположенная ближе к Земле, усилила свет «Космического винограда», позволив разглядеть его структуру с беспрецедентной детализацией.

«Это один из самых ярких примеров гравитационного линзирования среди далёких галактик, — заявил ведущий автор исследования Сейджи Фуджимото, астрофизик из Университета Торонто. — Без естественного „увеличения“ и технологий JWST и ALMA мы бы не смогли зафиксировать столь мелкие детали».

Ранее изображения с телескопа Hubble показывали лишь гладкий диск галактики. Однако новые данные выявили сложную внутреннюю структуру: массивные сгустки газа, каждый из которых в десятки раз плотнее, чем аналоги в современных галактиках, быстро вращаются, подпитывая рождение тысяч звёзд.

«Молодой свет этой галактики состоит не из равномерного фона, а из множества компактных „узлов“, — пояснил соавтор работы Майк Бойлан-Колчин из Техасского университета. — Это меняет наше понимание того, как формировались первые галактики».

Открытие «Космического винограда» ставит новый вопрос: насколько распространены подобные структуры в ранней Вселенной? По словам Фуджимото, многие галактики, которые раньше считались гладкими и однородными, на самом деле могут скрывать внутри «гроздья» звездообразующих облаков, незаметные для менее мощных телескопов.

Учёные предполагают, что такие сгустки могли служить «семенами» для формирования шаровых скоплений — древних групп звёзд, встречающихся в современных галактиках. «Эти регионы настолько плотные, что со временем гравитация „сожмёт“ их в устойчивые структуры, которые мы наблюдаем сегодня», — добавила Елена Сабби, астроном из Института космических наук (Испания), не участвовавшая в исследовании.

В ближайшие годы команда планирует изучить другие линзированные галактики с помощью JWST, чтобы определить, является ли «виноградная» структура исключением или правилом для ранней Вселенной. Особое внимание будет уделено роли тёмной материи — её распределение может объяснить, как сгустки газа сохраняли стабильность, не разрушаясь под действием вращения галактики.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy 7 августа 2024 года.