JWST har upptäckt den mest avlägsna stavspiralgalaxen som någonsin skådats

Ett internationellt team av astronomer har identifierat en massiv stavspiralgalax med en rödförskjutning på 5,1, vilket gör den till den mest avlägsna strukturen av sitt slag som någonsin observerats och som flyttar fram tidslinjen för när organiserade galaxer kunde bildas efter Big Bang.

En galax som inte borde finnas än

Galaxen, med beteckningen M1149-BSG-z5, upptäcktes med hjälp av James Webb-teleskopet i det parallella fältet till galaxhopen MACS J1149+2223. Resultaten, ledda av Xiaohan Wang vid Tsinghua-universitetet i Peking, publicerades på preprint-servern arXiv den 23 juni.themoonlight+1

Vid en rödförskjutning på 5,102 existerade M1149-BSG-z5 när universum var ungefär en miljard år gammalt – en period känd som återjoniseringsepoken, då bildandet av balkstrukturer förväntas undertryckas av den turbulenta kosmiska miljön. Galaxen har en stjärnbalk på cirka 14 700 ljusår, spiralarmar som sträcker sig till cirka 17 900 ljusår och en stjärnmassa på ungefär 28 miljarder solmassor.phys+2

Strukturell mognad i ett ungt universum

Upptäckten är anmärkningsvärd eftersom M1149-BSG-z5 uppvisar egenskaper som vanligtvis förknippas med långt mer utvecklade system. Stjärnbildningshastigheten mättes till cirka 144 solmassor per år, och spektroskopisk analys bekräftade närvaron av en aktiv galaxkärna med en bredlinjekomponent. Galaxens metallicitet – cirka 50 procent av solens – indikerar att den är kemiskt mogen, en egenskap som inte förväntades så tidigt i den kosmiska historien.themoonlight+1

Tidigare JWST-observationer hade funnit stavgalaxer som dök upp så tidigt som vid en rödförskjutning på cirka 4,0, med observerade fraktioner på bara 3 till 7 procent vid rödförskjutning 3,5. M1149-BSG-z5 utökar denna gräns ytterligare och är större än typiska galaxer vid jämförbara rödförskjutningar.phys+1

Ledtrådar till balkbildning

Forskarna noterade att en följeslagargalax ligger cirka 69 000 ljusår från M1149-BSG-z5, vilket tyder på att tidvattensinteraktioner kan ha spelat en roll i att utlösa balkbildningen. Alternativt kan galaxens baryondominerade, gasrika tillstånd ha underlättat en snabb balkutveckling genom gravitationsinstabilitet, i linje med nyligen genomförda kosmologiska simuleringar.linkedin+2

Upptäckten läggs till en växande mängd JWST-fynd som tyder på att det tidiga universumet var mer strukturerat än man tidigare trott. Före JWST var den tidigaste kända stavgalaxen ceers-2112, som dateras tillbaka cirka 11,7 miljarder år. M1149-BSG-z5 flyttar det rekordet tillbaka med flera hundra miljoner år.nature