Эти массивные звёзды могли бы объяснить самые странные галактики Уэбба

Новый обзор TEMPOS под руководством Университета Юты с использованием космического телескопа Хаббл и спектрографа Cosmic Origins Spectrograph показал, что у массивных звёзд в бедных металлами карликовых галактиках звёздные ветры резко ослабевают при экстремально низкой металличности. Это может объяснить, почему первые поколения галактик не всегда ведут себя так, как предсказывают существующие модели, и почему Уэбб обнаруживает неожиданно сложные галактики из ранней истории Вселенной.

Массивные звёзды более чем в 10 раз тяжелее Солнца редки, но влияют на всю галактику: они излучают огромное количество энергии, теряют вещество через звёздные ветры и заканчивают жизнь сверхновыми, нагревая и регулируя газ, доступный для образования новых звёзд. Ранние галактики содержали гораздо меньше элементов тяжелее водорода и гелия, а отдельные массивные звёзды в далёкой ранней Вселенной слишком трудно изучать напрямую. Поэтому TEMPOS исследовал 29 массивных звёзд в шести близких карликовых галактиках с металличностью ниже одной пятой солнечной; новые наблюдения 12 звёзд добавили к ранее собранным данным. Ультрафиолетовые спектры Hubble/COS содержат следы химических элементов в атмосферах и сведения о звёздных ветрах, хотя наблюдение одной такой звезды может требовать до 35 часов времени Хаббла.

TEMPOS подтвердил общий тренд: при падении металличности максимальная скорость звёздных ветров снижается, но у звёзд с металличностью ниже примерно 10% солнечной скорость ветра падает гораздо резче, чем предсказывают тренды при более высокой металличности. Если такие звёзды теряют меньше массы, они могут сохранять больше исходного вещества, иначе эволюционировать и умирать, по-другому возвращать энергию и материал в окружающую среду, а значит влиять на формирование новых звёзд и эволюцию целых галактик. Обзор также выявил различия в железном поглощении: железо влияет на звёздные ветры, эволюцию массивных звёзд и сверхновые, но его трудно измерять, а оценка металличности по кислороду не всегда отражает содержание железа. В дальнейшем исследователи планируют объединить ультрафиолетовые измерения Хаббла с наблюдениями в видимом свете в обсерватории Keck, чтобы строить более детальные модели, а ультрафиолетовые спектры TEMPOS будут публично доступны через Mikulski Archive for Space Telescopes.