Телескоп Джеймса Вебба щойно представив важливі дані про дитинство космосу. Йдеться про «космічні фабрики», які наповнювали ранній Всесвіт зоряним пилом. Цей пил став вихідним матеріалом для всього, що ми бачимо сьогодні: нових зірок, великих галактик і самих нас.
Але давайте будемо реалістами: безпосередньо спостерігати ці давні галактики дуже складно. Вебб справді потужний інструмент, він бачить їх. Однак отримати докладні деталі, як і раніше, залишається складним завданням.
Тому команда, яка стоїть за цим відкриттям, вчинила, як і розумні вчені зазвичай роблять у таких випадках: вони знайшли обхідний шлях.
Замість шукати голку в копиці сіна в глибинах космосу, вони подивилися ближче до будинку. Вони вивчили Секстанс А (Sextans A) — галактику-карлик, розташовану лише за 4,6 мільйона світлових років від нас. Вона сучасна, близька і «одягнена» в хімічні властивості, характерні для перших галактик Всесвіту, наче костюм за останньою модою.
«Пряме вивчення галактик, які населяли ранній Всесвіт, як і раніше, дуже складно, — пояснив лідер команди Клаудіо Гаветті з ІНАФ. — Спостереження за найближчою галактикою, як Секстанс А, пропонує нам дорогоцінну можливість».
Чому важлива Секстанс А
Повернімося назад. Ранній Всесвіт був хімічно «нудним». В основному водень і трохи гелію. І лише крихітна дрібка важчих елементів. Астрономи називають їх “металами”.
Перші зірки – зірки популяції III – народилися з цієї одноманітної суміші. Вони були бідні на метали, але не діяли. Вони синтезували водень та гелій, створюючи важкі елементи. Коли ці зірки вмирали, вони вибухали, розсіюючи метали міжзоряним середовищем.
Наступне покоління: зірки популяції ІІ. Ці об’єкти успадкували накопичене багатство, у складі вже були присутні метали. Наше Сонце – це зірка популяції I, ще багатіша на метали. Але не всі галактики встигли “отримати інформацію”. Карликові галактики, такі як Секстанс А, залишилися бідними. У Секстанс А міститься лише від 1% до 7% металів, знайдених у Сонці.
Це справжня капсула часу. Проксі-об’єкт для тих бідних металами галактик, які формували наш Всесвіт.
Розкриття таємниць пилових фабрик
Гаветті та його колеги направили інструменти NIRCam та MIRI телескопа Вебба на Секстанс А. Отримано високодеталізовані спостереження. Команда картувала все зіркове населення, приділяючи особливу увагу певній фазі життєвого циклу зірки — асимптотичної гілки гігантів.
Ось як це працює. Зірки, масивніші за Сонце, виснажують гелієве ядро. Вони формується інертне вуглецеве серце. Термоядерний синтез продовжується в оболонках зовні, чергуючи шари горіння гелію та водню.
Зірка роздмухується. Її яскравість різко зростає — приблизно тисячу разів.
Що ж виявили вчені?
Приблизно 90% цих асимптотичних червоних гігантів не мали пилових оболонок. Вони були голі. Але близько 20 із них були приховані у товстих пилових чохлах. Ось вони були справжніми фабриками.
Вони утворилися від 2 до 3 мільярдів років тому, походячи від зірок, маса яких у 1,5 раза перевищувала сонячну.
Більш широка картина
Йдеться як про Секстанс А. Йдеться про наступності поколінь. Це дослідження проливає світло на те, які зірки раннього Всесвіту, ймовірно, посіяли хмари, що збагатили майбутні зірки.
Ми збираємо по шматочках картину того, як еволюціонував Всесвіт, перетворюючись з похмурої водневої суміші на структуроване, багате на метали космічне середовище, в якому ми живемо сьогодні.
Рівень деталізації, який раніше був неможливий, тепер для астрономів як звичайний вівторок.
Однак питання залишаються відкритими. Скільки інших «Секстансів А» ховаються у темряві? Чи пощастило Всесвіту саме з цією конкретною карликовою галактикою, яка є для нас дзеркалом? Можливо, ми ніколи не дізнаємось напевно. Але ми маємо початок.
