В статье журнала Nature Astronomy сообщается об открытии команды Университета Аризоны (США). Ученые проанализировали почти 30 часов наблюдений обсерватории «Джеймс Уэбб» за тремя галактиками, существовавшими в эпоху реионизации, то есть, когда Вселенной было примерно 3% от ее нынешнего возраста. В газе, который выбрасывали эти галактики, они обнаружили сигнатуры кислорода, углерода и кремния. Абсорбционные паттерны в спектрах были «сдвинуты в синюю сторону», что указывает на движение газа наружу из галактик и перенос тяжелых элементов в межгалактическое пространство — процесс, известный как барионный цикл.

«Мы обнаружили, что тяжелые элементы покидали галактики на очень ранних этапах космической истории, — сказал Чжу Юнда, первый автор статьи. — Галактики не только вырабатывали эти элементы, но и рассеивали их, возможно, обогащая ими другие галактики».

Это открытие помогает объяснить, почему астрономам никак не удается найти первое поколение звезд, предсказанное теорией. Если галактики уже так рано засевали пространство вокруг себя металлами, по-настоящему первозданный газ мог не сохраниться достаточно долго, чтобы эти первобытные звезды можно было наблюдать, пишет EurekAlert.

Второе исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Supplement Series, представляет TEMPOS, обзор Хаббла по 29 массивным звездам в шести близлежащих карликовых галактиках. Ученые из Университета Юты обнаружили, что звездные ветры резко ослабевают у звезд с очень низкой металличностью — в которых содержание тяжелых элементов примерно на 10% ниже, чем в Солнце.

Команда также обнаружила широкий разброс в поглощении железа среди этих бедных металлами звезд — результат, имеющий прямые последствия для моделей эволюции ранних галактик, сообщает Science Daily. Железо способствует движению звездного ветра и влияет на сверхновые, однако его содержание не всегда совпадает с содержанием кислорода — элемента, который астрономы обычно используют для оценки общей металличности.

Оба исследования дополняют друг друга. Данные «Уэбба» показывают, что ранние галактики были активными химическими фабриками, а данные «Хаббла» позволяют предположить, что массивные звезды, питавшие эти фабрики, жили и умирали совсем иначе, чем их современные аналоги. Те и другие результаты могут улучшить модели, на которые астрономы опираются при интерпретации потока наблюдений, поступающих от космических телескопов.

Международная группа астрономов изучила девять массивных зрелых галактик, в которых процессы звездообразования прекратились миллиарды лет назад. Они впервые смогли с высокой достоверностью оценить соотношение численности крошечных тусклых звезд и гораздо более крупных и ярких звезд в галактиках, расположенных на столь огромных расстояниях. Их выводы меняют представления о формировании первых галактик и делают загадку их неожиданно быстрого роста в молодой Вселенной еще более трудноразрешимой.