Нетепловая физика объясняет компактные яркие галактики на заре Вселенной
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) продолжает удивлять астрономов. Среди его открытий — необычно яркие и быстрорастущие галактики на красных смещениях z>10, которые не предсказывали стандартные модели формирования галактик. Новое исследование, основанное на симуляциях Azahar, предлагает объяснение этому феномену.
Учёные использовали синтетические наблюдения JWST симуляционного набора Azahar и показали, что только модель с полным учётом нетепловой физики (Full-Physics) воспроизводит компактные, саморегулируемые галактики, соответствующие данным в диапазоне от z=12 до z=3. Эта модель включает, в частности, обратную связь от сверхновых и активных ядер галактик.
В рамках Full-Physics удаётся получить широкое распределение поверхностной яркости, где наиболее яркие объекты отличаются компактными размерами и вспышечным звездообразованием. Такой сценарий естественным образом объясняет, почему в обзорах с ограничением по потоку регистрируются яркие галактики на z>10.
Для сравнения авторы испытали две другие модели: стандартную гидродинамику и модель с калиброванной обратной связью сверхновых. Первая дала системы меньших размеров и более концентрированные, чем наблюдения, вторая — нефизично большие, почти вдвое превышающие наблюдаемые размеры.
При массах ниже 10^8 масс Солнца модель Full-Physics предсказывает размеры галактик меньше разрешающей способности JWST, что согласуется с экстраполяциями из наблюдений более массивных систем. Для проверки этих предсказаний потребуются наблюдения с более высоким разрешением.
Работа опубликована на сервере препринтов arXiv и подчёркивает важность учёта нетепловых процессов для понимания формирования первых галактик во Вселенной. Дальнейшие исследования с использованием JWST и будущих телескопов помогут уточнить физику ранних стадий эволюции космоса.
