Диски далёких галактик росли быстрее по краям, чем в центре

Чтобы понять, где у галактики «край», авторы не смотрели только на яркость, как в старых работах. Вместо этого они взяли 22 разных фильтра — это как собрать галактику в 22 оттенках света — и по тому, как меняется этот свет с расстоянием от центра, восстановили, сколько звёздам лет и как сильно они обогащены тяжёлыми элементами. Такой подход позволяет не просто измерить размер, а увидеть, как внутри галактики менялась история звездообразования.

Зачем это было нужно? Потому что привычные способы измерять размеры галактик не всегда ловят физическую границу, где уже почти не рождаются звёзды. А именно эта граница важна, если хочется понять, как галактики наращивают массу: равномерно, из центра наружу или наоборот. Для этого авторы использовали очень глубокие данные Hubble и James Webb — у этих телескопов хватает и чувствительности, и резкости, чтобы разглядеть слабые внешние области на расстоянии примерно z ∼ 1, то есть когда Вселенная была заметно моложе.

Что вышло в итоге: у обеих дисковых галактик возраст звёзд меняется не плавно, а по U-образной кривой — в центре и на самых окраинах звёзды в среднем старше, чем в промежутке между ними. При этом содержание тяжёлых элементов падает по мере удаления от центра. Самый интересный момент — перелом в кривой возраста приходится примерно на край галактики. Авторы считают, что звёзды за этим краем, скорее всего, оказались там не случайно, а были перенесены наружу из внутренних областей.

Если сравнить эти галактики с близкими к нам дисковыми галактиками, картина получается такой: в эпоху z = 1 они уже росли «изнутри наружу». Внутренняя часть до радиуса 8 кпк почти не прибавляла массу, а внешние области росли очень быстро — примерно на 300%.