Группа астрономов из Эдинбургского университета провела исследование удаленных областей Вселенной при помощи комплекса радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Ученые измерили долю массивных звезд в четырех удаленных богатых газом галактик со вспышками звездообразования. Эти галактики наблюдаются в эпоху, когда Вселенная была значительно моложе, чем сейчас.
Чтобы лучше понять, как проходили процессы звездообразования в этих регионах астрономы использовали разработанную ими новую методику, чем-то напоминающую датировку по углероду-14. Они изучили соотношение изотопов кислорода-18 и углерода-13 в межзвездной среде галактик.
Изотоп углерод-13 формируется в основном в звездах низких и средних масс (до 8 солнечных), в то время как изотоп кислород-18 образуется в недрах более массивных звезд. После смерти светил, они выбрасываются в окружающее пространства. Изучая соотношение этих изотопов, исследователи могут лучше понять распределение звезд по массам и возрасту. Это, в свою очередь, помогает проследить ход образования и эволюции галактик.
Результаты изотопного анализа дали неожиданный результат. Соотношение кислорода-18 и углерода-13 оказалось примерно в 10 раз выше, чем в таких галактиках, как Млечный Путь. Это противоречит предположениям, что ранние галактики должны иметь более примитивную картину звездообразования, чем галактики, наблюдаемые в местной Вселенной, так как у них было меньше времени для развития.
Наблюдения на ALMA перекликаются с другим исследованием, выполненным учеными из Оксфордского университета. Воспользовавшись Очень Большим Телескопом ESO (VLT), астрономы изучили распределения по возрасту и начальным массам 800 светил туманности Тарантул — огромного региона звездообразования в Большом Магеллановом облаке. По словам исследователей, они обнаружили примерно на 30% больше светил с массами свыше 30 солнечных и на 70% больше светил с массами свыше 60 солнечных. Эти позволяет предположить, что верхний предел возможной массы звезд может доходить до 300 масс Солнца.
Результаты обоих исследований плохо соответствуют текущим представлениям об эволюции галактик. Это означает, что существующие космологические модели и модели образования популяций звезд в галактиках требуют существенной доработки.
