AJ: в близлежащих карликовых галактиках практически отсутствует кислород

Фото из открытых источников

Согласно данным, полученным с помощью космического телескопа «Хаббл» НАСА/ЕКА при исследовании 37 близлежащих систем, богатые газом карликовые галактики, по-видимому, сохраняют лишь около десятой части кислорода, произведенного их звездами. Результаты были опубликованы в Astrophysical Journal.

«Кислород вырабатывается звёздами, которые находятся внутри галактик», — сказала Грейс Телфорд из Университета Юты. «Мы знаем, что кислород когда-то в прошлом должен был находиться внутри галактик, следовательно, он был выброшен наружу. А для этого необходима энергия массивных звёзд и взрывов сверхновых, чтобы выталкивать вещество из галактик-хозяев в пространство между галактиками».

В рамках проекта GLOW (Galaxies Losing Oxygen via Winds) доктор Телфорд и его коллеги исследовали карликовые галактики, расположенные на расстоянии примерно 19,5 миллионов световых лет от Земли, со звездными массами от 3 миллионов до 3 миллиардов раз превышающими массу Солнца.

Чтобы определить, сколько кислорода должно содержаться в каждой галактике, они использовали наблюдения отдельных звезд, полученные с помощью телескопа Хаббл, для реконструкции истории звездообразования в каждой галактике.

Затем они подсчитали, сколько кислорода фактически присутствует в газе, звездах и пыли галактик. Галактики сохранили от 4% до 25% кислорода, произведенного их звездами, в среднем около 11%. Почти весь сохранившийся кислород находится в газе, а не в звёздах или пыли.

Остальная часть, предположительно, была выброшена в результате оттока вещества, вызванного сверхновыми, — это давняя гипотеза, которую данное исследование подтверждает точными цифрами.

Галактики, расположенные на расстоянии более 3,3 миллионов световых лет от массивного соседа, неизменно сохраняли менее 15% кислорода.

В тех местах, где наблюдалась более плотная среда или на расстоянии до 3,3 миллионов световых лет от крупной галактики, отмечалось большее рассеяние, в том числе и в большинстве случаев с самыми высокими значениями сохранения.

Это может означать, что кислород возвращается в эти галактики в процессе рециркуляции, или что они поглощают газ, уже обогащенный их соседями.

Недостающий кислород находится в газовом гало вокруг каждой галактики, в окологалактической среде, или же он полностью улетучился?

Более ранние ультрафиолетовые наблюдения сильно ионизированной формы кислорода показывают, что она составляет примерно 1-7% от всего того, что произвели галактики.

После корректировки с учетом других состояний ионизации авторы подсчитали, что гало могут содержать от 5 до 35% вещества, поэтому значительная часть, возможно, все еще вышла за пределы гравитационной зоны галактик.

Астрономы также сравнили свои результаты с тремя космологическими моделями. Все три модели воспроизводят зависимость массы от металличности, но предсказывают, что карликовые галактики сохраняют больше металлов, чем показывают наблюдения.

Используя простую модель эволюции галактик, они обнаружили, что данные лучше всего соответствуют данным, когда оттоки уносят пропорционально больше массы из меньших галактик, отток газа примерно в два раза богаче металлами, чем межзвездная среда галактики, и аккреция газа на эти галактики подавляется примерно на 40%.

«Поэтому мы выбрали кислород исключительно по практическим соображениям», — сказала главный исследователь проекта GLOW Кристен Уингфилд Маккуинн, руководитель миссии Научно-оперативного центра космического телескопа Нэнси Грейс Роман НАСА в Институте космических телескопов и астроном из Ратгерского университета.

Кислород — один из основных элементов, образующихся в звёздах. Возможность отслеживать, сколько кислорода образуется, а затем каково его распределение внутри и за пределами галактик, помогает нам понять эволюцию галактик.

Это также помогает нам узнать, где и в каком количестве галактики обогащают пространство между галактиками, называемое межгалактической средой.