Як збиралися галактики та еволюція металів

Астрономи виміряли вміст елементів у галактиках, які датуються приблизно від 1,7 до 4,5 мільярдів років після Великого вибуху, і виявили, що в цілому процеси виробництва елементів протікають приблизно у таких же масштабних співвідношеннях, як і в локальному Всесвіті.

Про це розповідають у Гарвард-Смітсонівському астрофізичному центрі (CfA).

Астрономи називають усі важчі за гелій елементи "металами", навіть елементи, які зазвичай зустрічаються у газоподібній формі. Під час Великого вибуху були створені лише водень і гелій (та трохи літію), тоді як усі "метали" згодом були створені у зоряних процесах.

Достаток металів у міжзоряному середовищі (МЗС) галактик – металічність галактик – таким чином кількісно визначає колективні зоряні процеси, які керують еволюцією галактик.

Виявлено, що металічність газоподібної фази МЗС (за винятком макрочастинок) тісно пов'язана з історією зореутворення галактики і може бути визначена за допомогою оптичних спектроскопічних спостережень атомних ліній, особливо яскравих ліній іонізованого кисню та неону.

Іншим ключовим процесом, що визначає металічність, є потік газу як із галактики, викликаний надновими чи іншими процесами, так і в галактику з міжгалактичного середовища.

Питання про те, як металічність галактик змінювалася протягом космічного часу, стало одним із найцікавіших у космології, оскільки воно дозволяє простежити, як зорі впливали на елементний склад Всесвіту приблизно за тринадцять мільярдів років з часу їх появи, близько сотні або більше мільйонів років після Великого вибуху.

Астроном CfA Моеган Азаді є членом команди, яка проводить опитування MOSDEF – чотирирічну програму з використанням Багатооб'єктного спектрометра для інфрачервоних досліджень (MOSFIRE) на телескопі Кек I для отримання оптичних спектрів близько 450 галактик в епохи від 1,7 до 4,5 мільярдів років після Великого вибуху.

Астрономи виміряли металічність кожної галактики у вибірці та дійшли висновку, що багато співвідношень, що стосуються металічності в локальному Всесвіті, також застосовувані в ці раніші часи. Наприклад, співвідношення між металічністю галактики та масою зірок приблизно таке ж, як і кореляція між металічністю та швидкістю зореутворення.

Ці важливі нові результати сигналізують про те, що процеси, які регулюють зростання кількості елементів у галактиках, будь то потоки газу чи зореутворення, тривали приблизно в тій же формі щонайменше останні дванадцять мільярдів років.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.