Анализ данных, полученных при наблюдении за 140 тысячами удалённых галактик, выявил, что звёздные популяции в них в среднем массивнее, чем в нашей Галактике и галактиках Местной группы.
Начиная с момента, когда астрономы осознали, что самые удаленные объекты Вселенной объединяются в самостоятельные галактики, отличные от нашей, считается, что их звездные составы существенно не отличаются. Безусловно, некоторые галактики могут быть старше, поэтому многие звезды в них уже прошли эволюционные изменения. Но начальная функция масс (Согласно современным представлениям, соотношение звезд различной величины – крупных, средних и малых – при их формировании является универсальным свойством.
Недавно профессор Чарльз Стейнхардт из Копенгагенского университета и его соавторы провели повторный анализ данных, полученных при наблюдениях за более чем 140 тысячами удаленных галактик. Результаты исследования выявили, что их нейтральные фермионные массы в среднем превышают показатели Млечного Пути и близлежащих галактик. Данное заключение ученые изложили в статье, опубликованной в свежем номере The Astrophysical Journal.
Масса, вероятно, является определяющей характеристикой звезд. Она оказывает влияние на их природу и эволюцию, продолжающуюся до самого конца. Звезды меньшего размера со временем превращаются в тусклые, практически «вечные» белые карлики, в то время как массивные звезды способны взорваться как сверхновая и трансформироваться в нейтронную звезду или даже в черную дыру. В связи с этим, понимание распределения звездных масс имеет ключевое значение для изучения структуры и развития галактик.
Для определения массы удаленной звезды необходимо ее наблюдение. Однако другие галактики находятся на таком огромном расстоянии, что различить самые яркие звезды в них способны только самые мощные инструменты. Такие данные, полученные в результате масштабного каталоге COSMOS (Совместно с американскими коллегами датские астрофизики провели анализ данных, полученных в рамках проекта (Cosmic Evolution Survey.
При проведении исследований были задействованы данные, полученные в результате более миллиона наблюдений за звездами, расположенными в более чем 140 тысячах удаленных галактик — как относительно близких, так и находящихся на огромных расстояниях, достигающих 12 миллиардов световых лет. Важно отметить, что эти расстояния не являются настолько значительными, как самые древние галактики, известные на сегодня.
Исследователи изучили широкий круг подобных явлений, так как они в значительной степени связаны с массой звезд: например, более массивные звезды излучают энергию преимущественно в синей и голубой областях спектра, а менее массивные – в жёлтой и красной. Анализ данных выявил, что средняя масса звёзд в удалённых галактиках выше, чем в нашей Галактике и её ближайшем окружении, и с увеличением расстояния эта разница становится ещё более заметной.
Интересно, что этот же тренд соотносится и с особенностями звездообразования. Галактики, содержащие массивные звезды, быстрее истощают свои запасы и прекращают рождение новых светил, в то время как галактики с менее массивными звездами продолжают этот процесс на протяжении более длительного периода.