Космический телескоп «Джеймс Уэбб» недавно обнаружил аномальную галактику, которая может содержать важнейшие сведения о связи между первыми звездами, образовавшимися во Вселенной, и последующими поколениями.
Это открытие позволяет предположить, что самые ранние звезды, состоящие исключительно из легких элементов, таких как водород и гелий, породили популяцию небесных тел с промежуточным химическим составом — возможное «недостающее звено» между самыми ранними звездными поколениями и современными.
Благодаря возможности наблюдать в инфракрасном диапазоне, «Уэбб» смог заглянуть сквозь пространство-время в эпоху, очень близкую к Большому взрыву, и получить новые данные о галактике, чей химический состав, похоже, указывает на важнейший переход в процессе звездообразования.
Аномальная галактика
Галактика под названием GS-NDG-9422 находится на расстоянии около 13 миллиардов световых лет от Земли, то есть ее наблюдали, когда возраст Вселенной составлял менее миллиарда лет. И у нее есть характеристики, которые делают ее уникальной: считается, что она перестала образовывать новые звезды уже через 500 миллионов лет после Большого взрыва.
На самом деле яркость туманного газа в галактике, похоже, превышает яркость звезд, что обычно относят к среде первого поколения звезд во Вселенной, так называемого населения III.
Еще один факт, делающий GS-NDG-9422 особенно интересной, — это ее химический состав, в котором присутствуют следы более тяжелых элементов, таких как кислород, углерод и железо — элементов, которые синтезируются в звездах второго поколения. То есть не из самых первых звезд во Вселенной.
Затем эти более тяжелые элементы распространились в результате взрывов сверхновых, обогатив галактику и повлияв на формирование более поздних звезд. Благодаря «Уэббу» выяснилось, что галактика содержит значительное количество таких элементов, что подтверждает гипотезу о том, что более ранняя популяция звезд, популяция III, могла внести свой вклад в эту эволюцию.
Недостающее звено в истории звезд
Звезды населения III, теоретически первые, образовавшиеся во Вселенной, состояли почти исключительно из водорода и гелия, поскольку сразу после Большого взрыва более тяжелых элементов не было. В течение долгого времени предполагалось, что эти массивные и чрезвычайно горячие звезды в первую очередь ответственны за создание более тяжелых элементов в результате процессов ядерного синтеза.
Однако до сих пор ни одна из этих звезд не наблюдалась напрямую, поскольку считается, что они были относительно недолговечны и взорвались сверхновыми.
Таким образом, GS-NDG-9422 представляет собой важный ключ к разгадке: ее состав может быть косвенным свидетельством этого первобытного этапа звездной истории, обеспечивая ощутимый след существования и эволюции первых звезд.
Последствия открытия
Это открытие, ставшее возможным благодаря расширенным возможностям космического телескопа «Джеймс Уэбб», открывает новые перспективы в изучении звездообразования и галактической эволюции.
Переход от первых звезд к следующему поколению звезд — центральная тема современной астрофизики. Присутствие тяжелых элементов в галактике GS-NDG-9422 указывает на то, что первые сверхновые уже обогатили межгалактическую среду очень рано в истории Вселенной.
Это означает, что формирование галактик и звезд могло происходить быстрее и сложнее, чем предполагалось ранее. Открытие также бросает вызов существующим теоретическим моделям, которые придется адаптировать для объяснения столь ранней и аномальной галактики.
GS-9209 — это лишь одно из многих открытий, которые делает возможным телескоп Уэбба. Способность телескопа наблюдать раннюю Вселенную с беспрецедентной четкостью уже сдвинула границы наших знаний… но многое еще предстоит открыть.
С исследованием, опубликованным в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, можно ознакомиться здесь.
