«Уэбб» разрешил 20-летний спор об излучении далеких галактик
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» разрешил давний спор о вкладе определенного типа звезд в излучение далеких галактик. Речь идет об асимптотической ветви гигантов — поздней стадии эволюции звезд, при которой светила отличаются низкой температурой, большими размерами и светимостью. Двадцать лет назад ученые предположили, что звезды этого типа (а точнее те, которые находятся в фазе тепловых пульсаций) играют гораздо большую роль в свечении галактик, чем принято считать, но только сейчас их модели получили подтверждение.
В 2005 году профессор Института космологии и гравитации Портсмутского университета Клаудия Марастон построила модели нескольких далеких галактик, однако тогда ее наработки вызвали споры, поскольку они сильно отличались от существующих теорий. Тем не менее исследователь не теряла оптимизма. «Мы всегда верили, что окончательной проверкой станут наблюдения за далекими галактиками в высоком разрешении, на которое сейчас способен телескоп “Джеймс Уэбб”», — подчеркнула Марастон.
Теперь, спустя почти 20 лет, «Уэбб» подтвердил ее выводы. Оказалось, что значительный вклад в излучение далеких галактик вносят тепловые пульсирующие звезды асимптотической ветви гигантов (TP-AGB), причем играют даже более весомую роль в этом процессе, чем считалось ранее. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Astronomy.
Асимптотическая ветвь гигантов (АВГ) — это поздняя стадия эволюции небольших и средних звезд, которая делится на два этапа: раннюю АВГ и фазу тепловых пульсаций. Звезды последнего типа отличаются быстрой потерей массы и периодической сменой источников энергии. Наиболее массивные звезды на стадии асимптотической ветви гигантов либо становятся сверхновыми, либо продолжают эволюционировать как звезды-сверхгиганты. Остальные же сбрасывают оболочку и превращаются в планетарную туманность, а в конце своего пути — в белый карлик.
Свои наблюдения за далекими галактиками Марастон неспроста проводила с помощью «Уэбба». Ведь, в отличие от «Хаббла», телескоп характеризуется не только большими размерами (в три раза), но и способностью фиксировать излучение от более слабых источников. Это означает, что он может регистрировать излучение в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне, позволяя запечатлеть галактики такими, какими они были 10 миллиардов лет назад.
«Это первый раз, когда мы смогли увидеть полный спектр излучения галактик с такой точностью. <…> Одна галактика была настолько массивной и яркой, что мы могли наблюдать ее с лучшим разрешением, чем более близкие галактики с помощью наземных телескопов. Сигнал был настолько четким, что мы смогли увидеть подробные спектральные особенности, которые ранее было невозможно обнаружить», — заявила Марастон.
Как отмечается в статье, подтверждение моделей 20-летней давности имеет решающее значение для понимания истинной физики галактик — когда они образуются, насколько они велики и как они эволюционируют. Это позволяет по-новому взглянуть на структуру этих систем и звезд внутри них. Благодаря успешному исследованию Марастон и ее коллеги теперь могут рассчитывать на более масштабную программу для изучения еще 100 галактик.
Ранее другая группа ученых с помощью «Джеймса Уэбба» смогла заглянуть на 13 миллиардов лет назад в прошлое и обнаружить древние квазары. Оказалось, что вокруг них очень мало материи, способной поддерживать их рост. Это ставит под сомнение стандартные модели роста черных дыр и формирования галактик.
