Космический телескоп Джеймса Уэбба раскрыл богатство металлами древней галактики

Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил уникальную характеристику одной из самых древних известных галактик, существовавшей вскоре после Большого взрыва. Исследование, опубликованное на arXiv и освещенное Science Alert, показывает, что галактика GS-z12, возникшая через 350 миллионов лет после Большого взрыва, обладает удивительно высоким уровнем металличности, включая значительное количество углерода. Это открытие противоречит общепринятому представлению о раннем Вселенной, где ожидалась низкая концентрация металлов.

Металлы в космологии — это элементы тяжелее гелия, такие как углерод, кислород и железо. Они образуются в звездах и распространяются по галактике в результате эволюции звезд. Обычно считается, что в ранней Вселенной, вскоре после Большого взрыва, когда многие звезды еще не сформировались, уровень металлов должен быть низким. Однако наблюдения галактики GS-z12 показали, что она содержит высокую концентрацию углерода, даже превышающую уровень в более молодых галактиках.

Спектроскопические данные указывают на то, что звездная масса галактики GS-z12 составляет около 40 миллионов солнечных масс, а соотношение углерода и кислорода почти достигает или даже превышает солнечный уровень. Это явление даже более выражено, чем в галактиках, сформировавшихся через 500 и 900 миллионов лет после Большого взрыва.

Ученые предполагают, что обогащение металлами в GS-z12 могло произойти благодаря звездам популяции III — гипотетической первой генерации звезд, возникшей вскоре после Большого взрыва из водорода и гелия. Эти звезды, в процессе нуклеосинтеза, образовывали тяжелые элементы, которые затем распространялись в окружающее пространство, в том числе и в галактику GS-z12, в результате вспышек сверхновых.

Science XXI