Исследователи обнаружили, что близлежащие карликовые галактики теряют гораздо больше кислорода, чем считалось ранее. В ходе работы, опубликованной в The Astrophysical Journal, ученые изучили 37 малых галактик, насчитывающих от нескольких тысяч до сотен миллионов звезд.
Кислород является третьим по распространенности элементом в космосе и служит важным индикатором химической эволюции Вселенной. По его распределению астрономы отслеживают перемещение других тяжелых элементов, таких как железо, углерод, никель, магний и сера, которые необходимы для формирования обитаемых планет.
Куда исчезает кислород
Большая часть кислорода в космосе образуется при коллапсе массивных звезд (сверхновых), и меньшая часть — в результате слияния или нестабильности остатков маломассивных звезд. Однако, как выяснили авторы работы, карликовые галактики способны удерживать лишь малую долю этого вещества.
Грейс Телфорд, один из авторов исследования и профессор Университета Юты, пояснила, что в таких галактиках сегодня обнаруживается лишь около 15% произведенного звездами кислорода. Основная его часть содержится в газе, а меньшие доли — в звездах и пыли. Причиной потери элемента стало мощное излучение массивных звезд и взрывы сверхновых, которые буквально выталкивают богатый кислородом газ за пределы галактик.
По мнению ученых, «потерянный» кислород переместился в окружающее галактики газовое гало (циркумгалактическую среду) или даже дальше — в межгалактическое пространство.
Проблема гравитации и моделей
Подобные процессы потери тяжелых элементов наблюдаются и в массивных галактиках, таких как Млечный Путь, но в карликовых системах это происходит легче из-за более слабой гравитации. Для сравнения: в Млечном Пути приходится примерно один атом кислорода на 2000 атомов водорода, тогда как в изученных карликовых галактиках это соотношение составляет один атом кислорода на 10 000–20 000 атомов водорода.
Данные были получены в рамках проекта GLOW, финансируемого NASA и Национальным научным фондом США. Для анализа использовались данные космического телескопа Hubble, выведенного из эксплуатации Spitzer, а также наземных обсерваторий Very Large Array и Australian Telescope Compact Array.
Результаты проекта GLOW показали, что маломассивные галактики теряют больше кислорода, чем предсказывают современные симуляции формирования галактик. Это указывает на то, что современное понимание взаимодействия массивных звезд с их родными галактиками остается неполным.
