Астрономы благодаря телескопу «Джеймс Уэбб» определили зависимость скорости звездообразования от звездной массы для галактик, существовавших спустя 500–750 миллионов лет после Большого Взрыва, которая сильно отличается от зависимости для галактик в Местной Вселенной. Кроме того, ученые выяснили, что галактики в ранней Вселенной были значительно низкометалличными, что может объясняться подпиткой межгалактическим газом. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Конечность скорости света позволяет астрономам исследовать эволюцию галактик на протяжении всего времени существования Вселенной, включая самые первые системы, возникавшие в начале эпохи Реионизации. На ранних этапах жизни галактики богаты газом с низкой металличностью. По мере своей эволюции они наращивают звездную массу. При этом скорость звездообразования и металличность будут меняться. Определение зависимости между этими параметрами галактик в разные эпохи существования Вселенной необходимо для проверки моделей формирования и роста галактик.
Группа астрономов во главе с Каспером Хайнцом (Kasper E. Heintz) из Института Нильса Бора в Копенгагене опубликовала результаты анализа данных фотометрических и спектроскопических наблюдений за выборкой из шестнадцати галактик со значениями красного смещения z = 7,11–9,5 (500–750 миллионов лет после Большого Взрыва) из обзоров UNCOVER, GLASS и CEERS. Наблюдения велись при помощи инструментов NIRSpec и NIRCam инфракрасного космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Измеренные звездные массы галактик находятся в диапазоне 107,5—10 масс Солнца, а возраст звездного населения — от 200 до 400 миллионов лет. Наблюдаемые галактики, по-видимому, укладываются в одну и ту же зависимость темпа звездообразования от звездной массы, которая существенно выше, чем подобная зависимость для звездообразующих галактик при z ≈ 0 и больше согласуется с зависимостью для z ≈ 6. Космологическое моделирование способно воспроизвести эти результаты для большей части выборки с z больше семи и при звездных массах более 108 масс Солнца.
Ученые также отмечают, что галактики из выборки демонстрируют значительно меньшую металличность газа, чем звездообразующие галактики в Местной Вселенной при эквивалентных звездных массах. Резкое падение металличности в этих галактиках можно объяснить значительной и постоянной аккрецией нейтрального низкометалличного газа из межгалактической среды. Предполагается, что этот процесс активно питал веществом для новых звезд звездообразующие галактики в первые два миллиарда лет жизни Вселенной.
Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» впервые рассмотрел звезды в очень далеких квазарах.
