Снимки с "Джеймса Уэбба" помогли ученым объяснить состав карликовых галактик

Полученные орбитальным телескопом "Джеймс Уэбб" снимки первых галактик Вселенной помогли астрофизикам воспроизвести процесс формирования современных карликовых галактик и объяснить то, почему в примерно 20% из них наблюдаются необычно низкие концентрации астрономических "металлов", элементов тяжелее водорода и гелия. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу британского Университета Бата.

"Все химические элементы тяжелее водорода и гелия возникли в недрах звезд. Для понимания того, как протекал процесс их формирования, нам необходимо изучить то, как возникли первые светила и как они "засеивали" окружающее пространство тяжелыми элементами. Созданная нами модель позволила нам проверить многие теории, сравнивая результаты симуляций с данными с "Джеймса Уэбба" и составом материи древних звезд", — пояснил доцент Университета Бата (Великобритания) Мартин Рэй.

Как объясняют ученые, Млечный Путь и его крупные соседи находятся в пустоте космоса не в одиночестве, а в компании множества карликовых галактик, которые значительным образом отличаются как по облику, так и устройству. В частности, эти карликовые галактики почти не содержат в себе пыли, а их звезды значительно древнее, чем в спиральных галактиках, и в их видимой материи присутствует аномально мало астрономических "металлов".

Многие астрономы предполагают, что необычный облик и химический состав этих карликовых галактик можно объяснить тем, что они возникли на первых этапах эволюции Вселенной и после этого почти не менялись. В прошлом, проверка этой теории была затруднена тем, что у ученых не было точных данных о свойствах самых небольших галактик, возникших в первые несколько сотен миллионов лет существования мироздания. Запуск "Джеймса Уэбба" на орбиту в 2023 году решил эту проблему и позволил астрономам изучить сотни подобных объектов.

Ученые воспользовались этими снимками, а также разработанной ими компьютерной моделью ранней Вселенной, для воспроизведения того, как протекал процесс формирования подобных галактик в первые 650 млн лет после Большого Взрыва. В рамках этих расчетов ученые проверили несколько популярных теорий, описывающих свойства и химический состав первых звезд Вселенной и их непосредственных "наследников", и сопоставили результаты полученных на их базе симуляций с данными с Джеймса Уэбба".

Оказалось, что ключевую роль в формировании химического состава карликовых галактик сыграли парно-нестабильные сверхновые - мощнейшие термоядерные взрывы, в организации которого была задействована вся материя первых светил Вселенной. Эти сверхновые быстро "засеивали" галактики астрономическими "металлами" при их большой массе, однако при низкой массе значительная часть порожденной материи выбрасывалась в межгалактическую среду. Это объясняет то, почему около 20% карликовых галактик содержат в себе необычно мало железа и других тяжелых элементов, подытожили ученые.