Звезды тяжелее, чем мы думали
Группа астрофизиков Копенгагенского университета пришла к важному результату относительно звездного населения за пределами Млечного Пути. Результат может изменить наше понимание широкого спектра астрономических явлений, в том числе образования черных дыр, сверхновых и причин гибели галактик.
Слева: наиболее подходящая температура от 10 до 50 К в зависимости от времени ретроспективного анализа по выборке из 139 535 галактик COSMOS2015 с отношением сигнал/шум > 10 в полосе V (Лэйгл и др., 2016). При каждом красном смещении распределение нормализуется индивидуально, чтобы подчеркнуть распределение температуры при всех красных смещениях. Чем больше красное смещение, тем меньше галактик подходит для более низких температур. Справа: среднее значение, сглаженное с помощью товарной каретки, со стандартным отклонением наиболее подходящей температуры газа в разные моменты времени ретроспективного анализа (среднее значение определено по объектам в интервалах возраста шириной 2 млрд лет и не включает галактики, соответствующие границам температурного диапазона). Средняя температура увеличивается с ∼28 до ∼36 K от современной до 12 млрд лет, в то время как разброс уменьшается. Предоставлено : Европейский физический журнал E (2022 г.). DOI: 10.1140/epje/s10189-022-00183-5
С тех пор как люди изучали небеса, то, как выглядят звезды в далеких галактиках, оставалось загадкой. В исследовании, опубликованном сегодня в The Astrophysical Journal, группа исследователей из Института Нильса Бора Копенгагенского университета подвергает сомнению предыдущее понимание звезд за пределами нашей галактики.
С 1955 года предполагалось, что состав звезд в других галактиках Вселенной аналогичен составу сотен миллиардов звезд в нашей собственной — это смесь массивных звезд средней и малой массы. Но с помощью наблюдений за 140 000 галактик по всей Вселенной и широкого спектра продвинутых моделей команда проверила, применимо ли такое же распределение звезд, наблюдаемое в Млечном Пути, где-либо еще. Ответ - нет. Звезды в далеких галактиках, как правило, более массивны, чем звезды в наших «близких окрестностях». Открытие оказывает большое влияние на то, что мы думаем, что знаем о Вселенной.
«Масса звезд многое говорит нам, астрономам. Если вы измените массу, вы также измените количество сверхновых и черных дыр, возникающих из массивных звезд . Таким образом, наш результат означает, что нам придется пересмотреть многие вещи мы когда-то предполагали, потому что далекие галактики сильно отличаются от наших», — говорит Альберт Снеппен, аспирант Института Нильса Бора и первый автор исследования.
Проанализирован свет от 140 000 галактик
Исследователи предполагали, что размер и вес звезд в других галактиках были подобны нашим более пятидесяти лет по той простой причине, что они не могли наблюдать их в телескоп, как могли наблюдать за звездами нашей собственной галактики.
Далекие галактики удалены от нас на миллиарды световых лет. В результате только свет от их самых мощных звезд когда-либо достигает Земли. Это было головной болью для исследователей во всем мире в течение многих лет, поскольку они никогда не могли точно определить как распределялись звезды в других галактиках и эта неопределенность заставляла их полагать, что они распределены так же, как звезды в нашем Млечном Пути.
«Мы смогли увидеть только верхушку айсберга и давно знали, что ожидать, что другие галактики будут похожи на нашу собственную, было не очень хорошим предположением. Однако никто так и не смог доказать, что другие галактики образуют разные популяции звезд. Это исследование позволило нам сделать именно это, что может открыть дверь для более глубокого понимания формирования и эволюции галактик», — говорит доцент Чарльз Стейнхардт, соавтор исследования.
В ходе исследования исследователи проанализировали свет от 140 000 галактик, используя каталог COSMOS, большую международную базу данных, содержащую более миллиона наблюдений света от других галактик. Эти галактики распределены от ближайших до самых дальних уголков Вселенной, из которых свет прошел целых двенадцать миллиардов лет, прежде чем его можно было наблюдать на Земле.
Массивные галактики умирают первыми
По словам исследователей, новое открытие будет иметь широкий спектр последствий. Например, остается нерешенным, почему галактики умирают и перестают образовывать новые звезды. Новый результат предполагает, что это можно объяснить простой тенденцией.
«Теперь, когда мы лучше расшифровываем массу звезд, мы можем увидеть новую закономерность: наименее массивные галактики продолжают формировать звезды, в то время как более массивные галактики перестают рождать новые звезды галактик», — заключает Снеппен.
