Впервые ученые смогли объяснить тайну необычного химического состава одной из самых отдаленных галактик Вселенной. Современная теоретическая модель, созданная в результате прорывного исследования, может стать ключом к нашему лучшему пониманию далекой Вселенной.
Профессор Чиаки Кобаяши из Центра астрофизических исследований (CAR) Университета Хартфордшира руководила исследованием, используя данные, полученные космическим телескопом "Джеймс Уэбб" (JWST).
Галактика, которую исследовала профессор Кобаяши, называется GN-z11. Мы видим ее такой, какой она была через 440 миллионов лет после Большого взрыва. Однако спектры, полученные JWST, показали необычно высокое содержание азота в GN-z11, что удивило многих ученых.
Во время Большого взрыва образовывались только легкие элементы, а углерод и более тяжелые элементы образуются в звездах и распределяются в межзвездной среде, когда звезды умирают.
До сих пор одной из гипотез, выдвинутых для объяснения присутствия такого количества азота в галактике, было возможное образование элемента сверхмассивной звездой, в 50 000-100 000 раз более массивной, чем наше Солнце.
Но исследование профессора Кобаяши опровергло эту гипотезу о сверхмассивных звездах и, возможно, также об остатках сверхмассивной черной дыры. Она разработала новый способ понимания ранних галактик.
"Галактика рассказывает нам не о необычной звезде, а о необычном эпизоде жизни галактики. Мы обнаружили, что в ранних галактиках наблюдается "взрывное" звездообразование, которое вызывает этот необычный химический состав," - сказала профессор. - "За короткий период в нашей модели, оцениваемый всего в один миллион лет, содержание азота намного выше, чем кислорода. Наша теоретическая модель, которая не требует каких-либо специальных источников обогащения, как в случае с обычными звездами, как в нашей галактике, также предсказывает содержание всех элементов, которые мы не в состоянии обнаружить даже с помощью самого лучшего телескопа, который у нас сейчас есть".
Теоретическая модель взрывающейся звезды помогает раскрыть наше понимание ранней Вселенной, объясняет профессор Кобаяши, которая также изучает ядерную астрофизику.
"В нашей модели галактика переживает периодическое, взрывное звездообразование, и довольно массивные умирающие звезды, называемые звездами Вольфа-Райе, производят этот конкретный элемент, азот, прежде чем основные тяжелые элементы, такие как кислород, образуются сверхновыми".
Обращаясь к будущему и к тому, что означает это открытие для астрофизики, профессор Кобаяши добавила: "Мы хотели бы увидеть гораздо больше галактик, подобных этой, с необычным химическим составом. Мы также хотели бы увидеть в этих галактиках больше элементов, отличных от азота и кислорода. Поскольку разные элементы образуются из разных типов звезд в разные периоды времени, закономерности содержания элементов являются ископаемой летописью для понимания истории Вселенной. Я называю этот подход "внегалактической археологией"."....
