История звездообразования, принятая тремя различными моделями GCE для GN-z11: одиночная звездообразование (зеленая короткая пунктирная линия); двойной звездообразование (красный сплошной); и одиночный пакет с предварительным обогащением (длинный синий пунктир). Вертикальным пунктиром обозначена наблюдаемая эпоха GN-z11. Фото: The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad1de1
Впервые ученым удалось объяснить тайну необычного химического состава одной из самых далеких галактик Вселенной. Современная теоретическая модель, созданная в результате революционного исследования, может стать ключом к лучшему пониманию далекой Вселенной.
Профессор Чиаки Кобаяши из Центра астрофизических исследований (CAR) в Университете Хартфордшира возглавил революционное исследование, используя данные, полученные космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST).
Галактика, которую исследовал профессор Кобаяши, называется GN-z11 и «расположена» всего через 440 миллионов лет после Большого взрыва. Однако спектры, полученные JWST, показали необычно высокое содержание азота в GN-z11, что удивило многих ученых.
Во время Большого взрыва производятся только легкие элементы, а углерод и более тяжелые элементы образуются в звездах и распределяются в межзвездной среде, когда звезды умирают через 13,8 миллиардов лет космического времени.
До сих пор одной из гипотез, выдвигавшихся для объяснения присутствия такого большого количества азота в галактике, было возможное производство элемента из сверхмассивной звезды, в 50 000–100 000 раз массивнее нашего Солнца.
Но исследования профессора Кобаяши не только опровергли гипотезу о сверхмассивных звездах и, возможно, также о остатке сверхмассивной черной дыры. Вместо этого она разработала новый способ понимания ранних галактик.
Профессор Чиаки Кобаяши, профессор астрофизики в Университете Хартфордшира, сказал: «Галактика рассказывает нам не о необычной звезде, а о необычном эпизоде жизни галактики. Мы обнаружили, что в ранних галактиках наблюдается «взрывное» звездообразование, что и вызывает это необычное явление. химический состав. «
«За короткий период нашей модели, оцениваемый всего в один миллион лет, содержание азота намного больше, чем кислорода.
«Наша теоретическая модель, которая не требует каких-либо специальных источников обогащения, как и в случае с обычными звездами, как и в нашей галактике, также предсказывает содержание всех элементов, которые мы не можем обнаружить даже с помощью лучшего телескопа, который у нас есть сейчас».
Теоретическая модель взрывающейся звезды помогает раскрыть наше понимание ранней Вселенной, объясняет профессор Кобайсахи, который также занимается ядерной астрофизикой.
«В нашей модели в галактике происходит прерывистое, взрывное звездообразование, и довольно массивные умирающие звезды, называемые звездами Вольфа-Райе, производят именно этот элемент, азот, прежде чем сверхновые производят основные тяжелые элементы, такие как кислород».
«Мы верим, и это невероятно интересно для всех, кто изучает нашу Вселенную, так это то, что эта модель является свидетелем весьма драматичной фазы эволюции галактик».
Обращаясь к будущему и к тому, что это открытие означает для астрофизики, профессор Кобаяши добавил: «Мы хотели бы увидеть еще много галактик, подобных этой галактике, с необычным химическим составом».
«Мы также хотели бы видеть в этих галактиках больше элементов, помимо азота и кислорода. Поскольку разные элементы производятся из разных типов звезд в разных временных масштабах, закономерности содержания элементов являются летописью окаменелостей, позволяющей понять историю Вселенной. Я называю это подойти к «внегалактической археологии».
Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
Информация от: Университетом Хартфордшира
