Исследование космоса. Новые данные телескопа TEMPOS раскрывают тайны формирования первых галактик
Астрономы использовали космический телескоп Хаббл в рамках проекта TEMPOS и исследовали массивные звезды с низким содержанием металлов в соседних карликовых галактиках, чтобы лучше понять процессы в ранней Вселенной.
Чем больше современные астрономы узнают о самых древних галактиках Вселенной, тем удивительнее они выглядят. Значительную часть этих необычных свойств можно объяснить уникальными характеристиками чрезвычайно массивных звезд, формировавшихся на заре существования космоса.
Новое масштабное исследование, проведенное под руководством специалистов Университета Юты с помощью космического телескопа Хаббл, значительно продвинуло науку в понимании звездной астрофизики ранних эпох. Работа выполнялась в рамках проекта TEMPOS, изучающего бедные тяжелыми элементами звезды в соседних галактиках как лучшие аналоги ранних объектов.
Массивные звезды, чья масса по меньшей мере в десять раз превышает солнечную, выступают мощными двигателями галактических трансформаций. Они излучают колоссальную энергию, теряют вещество в виде интенсивных звездных ветров и, наконец, взрываются как сверхновые, обогащая окружающий газ тяжелыми элементами. В астрономии уровень таких элементов принято называть «металличностью».
Звезды ранней Вселенной содержали крайне мало металлов, поэтому их поведение существенно отличалось от светил современной нашей Галактики. Чтобы исследовать это, проект TEMPOS сфокусировался на 29 массивных звездах в шести локальных карликовых галактиках, где металличность составляет менее пяти от солнечной. На наблюдение каждой из таких тусклых звезд с помощью спектрографа COS ушли десятки часов времени телескопа.
Анализ собранных данных принес несколько неожиданных открытий. Традиционно считалось, что звезды с низкой металличностью создают более слабые звездные ветры и теряют меньше массы из-за нехватки тяжелых ионов, обычно удерживающих излучение. На общем уровне эта тенденция подтвердилась, однако для самых бедных металлами звезд — с показателем ниже 10% от солнечного уровня — скорость ветра падает гораздо резче, чем предполагали старые модели. Это означает, что подобные светила сохраняют значительно большую массу на протяжении всей жизни, что оказывает непосредственное влияние на их эволюцию и характер влияния на галактики-хозяева.
Кроме ветров, исследователи подробно изучили содержание железа и кислорода в образцах. Выяснилось, что массивные звезды в более богатых кислородом галактиках имеют заметно более сильное поглощение железа в ультрафиолетовом спектре. Полученный массив данных является первым столь масштабным статистическим набором, позволяющим четко проследить изменения звездной физики в условиях чрезвычайно низкой металличности.
В настоящее время научная команда объединяет данные «Хаббла» с наземными наблюдениями гавайской обсерватории Кека, чтобы создать более совершенные компьютерные модели. Это критически важно для корректной интерпретации новейших снимков и спектров, которые ежедневно передает космический телескоп Джеймс Уэбб.