Галактики начали обогащать Вселенную тяжелыми элементами уже через 500 миллионов лет после Большого взрыва

Астрономы обнаружили признаки того, что галактики начали распространять тяжелые элементы в окружающее пространство значительно раньше, чем предполагалось. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Ученые изучили три галактики, существовавшие примерно через 500 миллионов лет после Большого взрыва. Их свет шел до Земли более 13 миллиардов лет, поэтому «James Webb» позволил увидеть эти системы во время Эпохи реионизации.

В спектрах галактик исследователи обнаружили признаки углерода, кислорода и кремния в окружающем газе. Положение линий поглощения показало, что газ движется от галактик наружу, унося с собой тяжелые элементы в межгалактическое пространство.

В ранней Вселенной практически все вещество состояло из водорода и гелия. Более тяжелые элементы формировались внутри звезд, а затем выбрасывались в космос при их эволюции и взрывах сверхновых. Считалось, что процесс распространения этих элементов в окружающую среду занял некоторое время.

Новые наблюдения показывают, что так называемый барионный цикл – обмен веществом между галактиками и окружающей средой – происходил уже спустя 500 миллионов лет после Большого взрыва. При этом химический состав обнаруженного газа оказался похож на тот, который наблюдается у значительно более поздних галактик.

Результат может иметь значение для поиска звезд III типа – гипотетического первого поколения звезд, сформировавшихся из почти чистого водорода и гелия. Если ранние галактики начали быстро обогащать окружающее пространство тяжелыми элементами, участков с первозданным газом могло остаться значительно меньше, чем предсказывалось.