В космосе яркость галактики обычно определяется ее массой. Однако некоторые новые исследования показывают, что менее массивные галактики на самом деле могут светиться так же ярко, как и более крупные. Из-за нерегулярных и ярких вспышек звездообразования некоторые молодые галактики обманчиво большие. Новые выводы подробно описаны в исследовании, опубликованном 3 октября в Astrophysical Journal Letters.
Первые изображения, полученные космическим телескопом James Webb (JWST) в 2022 году, поразили своей яркостью. Это вызвало вопрос, почему такие молодые галактики выглядят настолько большими и яркими, как будто они сформировались за мгновение после Большого взрыва.
Астрофизик из Северо-Западного университета Клод-Андре Фоше-Гигер отметил: «Открытие этих галактик стало большой неожиданностью, поскольку они оказались значительно ярче, чем ожидалось». Он пояснил, что обычно галактика становится яркой благодаря своей большой массе, но новые исследования указывают на возможность формирования ярких галактик эпохи космического рассвета без длительного времени для их эволюции.
Эпоха космического рассвета
Космический рассвет продолжался примерно от 100 млн до 1 млрд лет после Большого взрыва и включал образование первых звезд и галактик. JWST дал возможность получить новые данные, расширившие наши знания об этом периоде космической истории.
Команда исследователей использовала компьютерные симуляции в рамках проекта Feedback of Relativistic Environments (FIRE) для изучения того, как галактики формировались в ранней Вселенной. Эти симуляции объединяют астрофизическую теорию и передовые алгоритмы для воссоздания эволюции галактик, учитывая массу, энергию, импульс и химический состав, связанный со звездами.
По словам Гуочао Суна, астрофизика из Северо-Западного университета, ключевым моментом является способность галактики генерировать достаточно света за короткий промежуток времени. Это может быть результатом либо массивности галактики, либо свойства вспышек яркости света. В последнем случае масса галактики не обязательно должна быть большой.
Результаты исследований в симуляции
Симуляции в исследовании показали, что галактики формировались с такой же яркостью, как и наблюдается JWST. Ранние галактики, сформированные на космическом рассвете, возможно, имели звезды, которые формировались взрывообразно, когда светила начинали появляться и исчезали периодически. Это явление известно как взрывное звездообразование и оно отличается от эволюции Млечного Пути.
Взрывное звездообразование особенно распространено в галактиках с низкой массой. Хотя детали этого процесса остаются предметом дополнительных исследований, команда считает, что это случается, когда начальные вспышки звездообразования сменяются взрывами как сверхновые через несколько миллионов лет. Газ выталкивается и возвращается, способствуя образованию новых звезд, и эта последовательность повторяется. Когда галактики становятся более массивными, гравитация становится сильнее, и сверхновые взрываются, но не выталкивают газ, поскольку гравитация удерживает его. Это приводит к более стабильным галактикам.
Фоше-Гигер добавил, что большая часть света в галактике исходит от самых массивных звезд, которые горят быстрее и имеют более короткий срок существования. Яркость галактики определяется количеством звезд, появившихся за последние несколько миллионов лет, а не массой галактики в целом.
Ранее мы сообщали о том, как James Webb разглядел самую слабую галактику ранней Вселенной.
По материалам popsci.com.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
