Астрономы издавна используют уникальное преимущество своего ремесла: способность «заглядывать» в прошлое. Поскольку свет от удаленных звезд и галактик доходит до нас спустя миллионы или даже миллиарды лет, наблюдая за ним, ученые могут изучать историю Вселенной.
Недавнее исследование подтвердило одну из старых гипотез о химическом обогащении галактик. В самом начале существования Вселенной в ней были лишь простейшие элементы — водород и гелий. Первые звезды, возникшие из этого вещества, были огромными и быстро умирали, высвобождая тяжелые элементы. С течением времени эти элементы становились строительными блоками для формирования более сложных звездных систем и даже планет.
Существует несколько теорий о том, какие звезды в наибольшей степени обогащают галактики. Долгое время считалось, что главную роль в этом играют массивные звезды, которые заканчивают свою жизнь мощными взрывами сверхновых. При таких взрывах они выбрасывают в космос огромное количество тяжелых элементов, которые потом участвуют в формировании новых звезд и планет.
Однако около 20 лет назад ученые предложили альтернативную гипотезу: обогащение галактик может быть связано со звездами, подобными Солнцу. Эти звезды, хотя и не заканчивают свою жизнь взрывами, выбрасывают внешние оболочки, когда превращаются в красные гиганты, достигая фазы, известной как асимптотическая ветвь гигантов (AGB). Звезды AGB, хотя и менее эффектны, чем сверхновые, гораздо более распространены, и их вклад в химическое обогащение галактик мог бы быть значительным.
С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба астрономы смогли протестировать эту гипотезу. В ходе исследования команда специалистов изучила спектры трех молодых галактик. Камера NIRSpec телескопа, работающая в инфракрасном диапазоне, позволила зафиксировать не только наличие, но и относительное количество химических элементов.
В спектрах были выявлены сильные линии углерода и кислорода, что характерно для звездных остатков типа AGB. Кроме того, обнаружены редкие элементы, такие как ванадий и цирконий, которые также ассоциируются с AGB-звездами, находящимися на стадии так называемого теплового пульсирования (TP-AGB). На этом этапе звезда проходит циклы сжатия и расширения, что приводит к выбросу большого количества веществ в космос.
Полученные данные подтвердили, что звезды TP-AGB вносят значительный вклад в химическое обогащение галактик, что подтверждает гипотезу двадцатилетней давности. Эти звезды, хотя и менее яркие и заметные, чем сверхновые, выделяются эффективностью в создании и распространении тяжелых элементов.
Таким образом, телескоп Джеймса Уэбба позволил ученым сделать значительный шаг вперед в понимании того, как именно обогащаются галактики. Этот успех открывает новые перспективы для изучения эволюции галактик и роли звезд в формировании сложных элементов, необходимых для появления новых планет.
Ранее команда астрономов с помощью космических телескопов провела беспрецедентное детальное исследование окрестностей известной яркой звезды Веги.
