Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hat ein internationales Team von Astronomen die riesige Spiralgalaxie ADF22.A1 beobachtet. Die Ergebnisse der Beobachtungskampagne, die am 29. Oktober auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht wurden, liefern neue Einblicke in ihre innere Struktur.
Bei einem Rotverschiebung von 3,09 ist ADF22.A1 eine riesige, barre Spiralgalaxie, die in einem Proto-Cluster bekannt als SSA22 residiert. Frühere Beobachtungen haben ergeben, dass es sich um eine staubige, sterne bildende Galaxie (DSFG) handelt, die einen intrinsisch hellen, aber stark verdeckten aktiven galaktischen Kern (AGN) beherbergt.
ADF22.A1 wird als einzigartiges Labor angesehen, um zu erforschen, wie die massereichsten Galaxien und supermassiven schwarzen Löcher (SMBHs) ihre Masse ansammeln und sich schließlich zu den massereichsten elliptischen Galaxien entwickeln. Es ist jedoch noch wenig über die Struktur und Eigenschaften dieser Galaxie bekannt, da eine starke Staubabsorption ihr Erscheinungsbild im ultravioletten Bereich stark beeinflusst.
Eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Hideki Umehata von der Nagoya-Universität in Japan hat JWST und ALMA eingesetzt, um ADF22.A1 zu untersuchen, da diese Instrumente die Struktur und Kinematik dieser Galaxie erforschen können.
Die Beobachtungen zeigten eine spiralförmige stellare Struktur von ADF22.A1, die die emissionssensitive Region im optischen bis nahen Infrarotbereich verfolgt. Die Galaxie hat einen effektiven Radius von etwa 22.800 Lichtjahren, vergleichbar mit lokalen Galaxien, was auf ein beschleunigtes Größenwachstum im Kern des Proto-Clusters hinweist.
Darüber hinaus wurde ein heller, kompakter staubiger Kern im Zentrum von ADF22.A1 entdeckt, was auf eine aktive Wachstumsphase eines Proto-Bulges hinweist. Der Staubkontinuum ist nicht nur im Kern konzentriert, wie es bei einigen bekannten DSFGs der Fall ist, sondern über das gesamte Disk verteilt, was auf eine aktive Sternebildung und signifikante Staubproduktion hinweist.
Durch die Analyse von Emissionslinien von ionisiertem Kohlenstoff leiteten die Forscher die Rotationsgeschwindigkeit von ADF22.A1 ab, die auf etwa 530 km/s geschätzt wurde, sowie einen relativ hohen spezifischen stellaren Drehimpuls.
Zusammenfassend ist ADF22.A1 eine ungewöhnlich schnell rotierende, riesige Spiralgalaxie, wobei kalte Akkretion und Verschmelzungen als plausibelste Mechanismen für die schnelle Drehung des Disk innerhalb von nur zwei Milliarden Jahren nach dem Urknall vorgeschlagen werden.