Зірки є основними «фабриками» Всесвіту з виробництва хімічних елементів, зокрема кисню, необхідного для формування планет і життя. Проте нове дослідження астрономів свідчить про те, що малі карликові галактики спроможні втримати у своїх межах лише крихітну частку виробленої речовини. Результати дослідження опубліковані в Astrophysical Journal.
Вчені з Університету Юти та їхні колеги в межах проєкту GLOW (Galaxies Losing Oxygen via Winds) провели аналіз 37 карликових галактик, розташованих на відстані до 19,5 млн світлових років від Землі. Маса досліджуваних об’єктів становила від 3 млн до 3 млрд мас Сонця.
За допомогою космічного телескопа Hubble науковці детально відновили історію зореутворення для кожного об’єкта та розрахували теоретичну кількість кисню, яку мали виробити їхні зірки за весь час існування. Порівнявши це значення з реальними запасами елемента у газі, зірках та пилу, астрономи зафіксували колосальний дефіцит.
Галактичне видування
Як з’ясувалося, карликові системи зберігають від 4% до 25% кисню, а середній показник становить лише близько 11%. Майже весь цей залишок перебуває в міжзоряному газі, а не в структурі нових зірок чи пилових хмарах.
«Кисень створюється зірками, які знаходяться всередині галактик, — пояснює доктор Грейс Телфорд з Університету Юти. — Ми знаємо, що він мав бути всередині на певних етапах минулого, а отже, його було виштовхнуто назовні. Для цього потрібна величезна енергія масивних світил і вибухів наднових, яка виганяє речовину в міжгалактичний простір».
Отримані дані стали надійним підтвердженням давньої гіпотези про те, що саме наднові виступають головними двигунами «галактичного видування».
Вплив оточення
Дослідники також помітили чітку залежність між здатністю утримувати кисень і розташуванням галактики:
- Об’єкти, віддалені понад ніж на 3,3 млн світлових років від великих сусідів, стабільно зберігали менше ніж 15% кисню.
- Галактики, що знаходяться у щільнішому оточенні або ближче ніж за 3,3 млн світлових років до масивних систем, демонстрували більший розкид показників і частіше утримували вищий відсоток елемента.
Це свідчить про те, що щільне оточення сприяє повторному поверненню вибитого газу або ж галактики здатні поповнювати свої запаси за рахунок речовини, збагаченої сусідніми системами.
Пошук втраченого кисню
Аналіз газових гало показує, що високоіонізовані форми кисню складають близько 1–7% від загальної кількості утвореного елемента. З урахуванням інших станів іонізації, у гало може ховатися від 5% до 35% кисню. Однак значна частина газу, ймовірно, повністю долає гравітаційне тяжіння і назавжди покидає рідні системи.
Цікаво, що сучасні космологічні моделі все ще некоректно описують ці процеси: вони передбачають, що карликові галактики мають утримувати значно більше металів, ніж показують реальні спостереження Hubble.
«Ми обрали кисень із суто практичних міркувань, — зазначає керівник проєкту GLOW доктор Крістен Вінгфілд Макквінн, яка працює в Інституті досліджень за допомогою космічного телескопа та Рутгерському університеті. — Це один із головних елементів, сформованих зірками. Можливість простежити шлях кисню допомагає нам зрозуміти еволюцію галактик і те, як саме вони збагачують міжгалактичний простір».
Раніше ми повідомляли про те, як кисень може не бути ознакою життя на планеті.
За матеріалами sci.news
