Астрономы из Университета Юты с помощью космического телескопа Hubble выяснили причину странного поведения древних галактик. Исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Supplement Series, показало, что необычные свойства ранних звездных систем связаны с резким ослаблением звездного ветра из-за нехватки тяжелых элементов. Этот прорыв позволяет по-новому взглянуть на формирование первых галактик.
Ученые проанализировали данные программы TEMPOS, направленной на изучение обедненных металлами звезд, и исследовали 29 массивных светил в шести близлежащих карликовых галактиках с помощью ультрафиолетового спектрографа. Эти галактики служат идеальными аналогами молодых систем ранней Вселенной, поскольку содержат крайне мало тяжелых элементов. Оказалось, что у светил с низким содержанием металлов скорость звездного ветра, непрерывно сдувающего внешние слои, резко падает.
«Webb открыл множество новых вопросов об эволюции этих ранних галактик — они странные. В этом заключается научная мотивация нашей программы: помочь понять, что там происходит. Для нас стало сюрпризом, что у звезд с самым низким содержанием металлов скорость ветра действительно резко падает», — отметила Грейс Телфорд, руководитель исследования.
Важным аспектом изучения стала химическая неоднородность светил. Ранее астрономы оценивали уровень металлов по кислороду, так как его яркие линии в спектре легче зафиксировать приборами. Однако ученые смогли напрямую измерить поглощение железа в ультрафиолетовом излучении и выяснили, что его количество может сильно варьироваться. Этот элемент играет ключевую роль в запуске звездного ветра, определяя, как светило эволюционирует и заканчивает свой жизненный цикл мощным взрывом сверхновой.
Массивные звезды выступают главными двигателями эволюции галактик, сжигая свое топливо очень быстро и выбрасывая колоссальные объемы энергии в окружающий газ. Если светило теряет меньше массы из-за слабого ветра, оно сохраняет свой первоначальный вес до самого конца жизни. Это напрямую влияет на силу итогового взрыва и на то, как звезды регулируют газ в своей родной галактике. Полученные данные помогут астрономам создать более точные модели древних систем и наконец-то объяснить странные сигналы, которые фиксирует телескоп James Webb в самых далеких уголках космоса.
Ранее ученые выяснили истинную причину стремительного угасания звезд во Вселенной.