Возможно, величайший инструмент астрономов — это возможность заглянуть в прошлое. Поскольку свет звезд преодолевает огромные расстояния, чтобы достичь нас, астрономы могут наблюдать историю Вселенной, изучая далекие галактики. Именно поэтому космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST) стал незаменимым инструментом для изучения формирования и эволюции галактик.
Сегодня наши наблюдения позволяют подтвердить давние теории, как, например, недавнее исследование об источниках химического обогащения галактик.
Исследование подтверждает одну из моделей, объясняющих, как галактики становятся химически насыщенными. В ранней Вселенной существовали только водород и гелий, поэтому первые звезды были массивными и не имели планет.
Эти звезды быстро погибали, выбрасывая тяжелые элементы, из которых позже образовались более сложные звезды и планеты. Однако какие звезды вносят наибольший вклад в обогащение галактик?
Одна из моделей предполагает, что главную роль играют массивные звезды. При смерти они взрываются как сверхновые, выбрасывая обогащенные слои вещества в космос и смешиваясь в молекулярных облаках для формирования новых звезд.
Однако около 20 лет назад появилась другая теория, утверждающая, что более важную роль играют меньшие звезды, подобные Солнцу.
Звезды, подобные Солнцу, не умирают в мощных взрывах. Со временем они раздуваются до красных гигантов, и их ядро нагревается для расплавления гелия, а диффузные внешние слои расширяются. Такие звезды, известные как звезды асимптотической ветви гигантов (AGB), выбрасывают меньше материала, но их численность значительно выше.
Поэтому модель утверждает, что именно звезды AGB играют важную роль в обогащении галактик.
Теперь, благодаря JWST, можно проверить эту теорию. В новом исследовании с помощью телескопа Webb были изучены спектры трех молодых галактик. Инфракрасная камера NIRSpec позволила ученым увидеть присутствие и концентрацию различных элементов. Исследование показало высокое содержание углерода и кислорода, а также более редкие элементы, такие как ванадий и цирконий, что характерно для остатков звёзд типа AGB, называемых термически пульсирующими AGB (TP-AGB).
Эти звезды вступают в фазу пульсации на поздних стадиях жизни. Исследование демонстрирует, что TP-AGB играют значительную роль в обогащении галактик, тем самым подтверждая 20-летнюю модель.