|
Подтверждение давней галактической модели
|
|
|
|
Возможно, величайшим инструментом, которым располагают астрономы, является способность заглядывать в прошлое. Поскольку звездному свету требуется время, чтобы достичь нас, астрономы могут наблюдать историю космоса, улавливая свет далеких галактик.
|
|
|
|
Вот почему так полезны такие обсерватории, как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST). С его помощью мы можем детально изучить, как формировались и эволюционировали галактики. Сейчас мы находимся на том этапе, когда наши наблюдения позволяют нам подтвердить давние галактические модели, как показывает недавнее исследование.
|
|
|
|
Эта конкретная модель описывает, как галактики обогащаются химическим составом. В ранней Вселенной в основном были только водород и гелий, поэтому первые звезды были массивными существами без планет. Они быстро умирали и выбрасывали более тяжелые элементы, из которых могли образоваться более сложные звезды и планеты.
|
|
|
|
Каждое поколение добавляет в смесь все больше элементов. Но поскольку галактика пестрит множеством звезд, от голубых сверхгигантов до красных карликов, какие звезды играют наибольшую роль в химическом обогащении?
|
|
|
|
|
|
|
Одна из моделей утверждает, что это самые массивные звезды. Это имеет смысл, потому что звезды-гиганты, умирая, взрываются как сверхновые. Они выбрасывают свои обогащенные внешние слои глубоко в космос, позволяя материалу смешиваться в огромных молекулярных облаках, из которых могут образовываться новые звезды. Но около 20 лет назад другая модель утверждала, что меньшие, более похожие на солнце звезды играют большую роль.
|
|
|
|
Звезды, подобные солнцу, не погибают в результате мощных взрывов. Через миллиарды лет солнце превратится в красного гиганта. В отчаянной попытке сохранить горение ядро солнцеподобной звезды значительно нагревается, образуя гелий, и ее диффузные внешние слои разбухают.
|
|
|
|
На диаграмме Герцшпрунга-Рассела они известны как звезды асимптотической ветви гигантов (AGB). Хотя каждая звезда AGB может выбрасывать в межзвездное пространство меньше вещества, они встречаются гораздо чаще, чем звезды-гиганты. Таким образом, согласно модели, AGB-звезды играют большую роль в обогащении галактик.
|
|
|
|
У обеих моделей есть свои преимущества, но доказать превосходство AGB-модели над моделью гигантских звезд будет непросто. Наблюдать сверхновые в галактиках, удаленных от нас на миллиарды световых лет, легко. С AGB-звездами все не так просто. Благодаря JWST мы теперь можем протестировать модель AGB.
|
|
|
|
С помощью JWST в исследовании, опубликованном в Nature Astronomy, были изучены спектры трех молодых галактик. Поскольку камера Webb NIRSpec способна снимать инфракрасные спектры с высоким разрешением, команда смогла увидеть не только присутствие определенных элементов, но и их относительное изобилие.
|
|
|
|
Они обнаружили сильное присутствие углеродных и кислородных полос, что характерно для остатков AGB, а также присутствие более редких элементов, таких как ванадий и цирконий. В совокупности это указывает на тип AGB-звезд, известных как термически пульсирующие AGBS, или TP-AGBs.
|
|
|
|
Многие звезды-красные гиганты в конце своей жизни вступают в фазу пульсации. Горячее ядро приводит к набуханию внешних слоев, затем все немного остывает, и гравитация немного сжимает звезду, что приводит к нагреву ядра, и весь процесс начинается сначала. Это исследование показывает, что TP-AGB особенно эффективны при обогащении галактик, тем самым подтверждая модель 20-летней давности.
|
|
|
|
Источник
|
