První galaxie vyháněly těžké prvky. Jejich hvězdy ale mohly mít slabší vítr

První galaxie zřejmě dokázaly rozhýbat plyn obohacený o těžké prvky. Zároveň se ukazuje, že hmotné hvězdy v prostředí chudém na tyto prvky mohou ztrácet hmotu pomaleji, než naznačovaly některé modely. Jde však o dvě různá měřítka: program SPURS sledoval vzdálené galaxie pomocí Webbova teleskopu, zatímco Hubbleův průzkum TEMPOS zkoumal jednotlivé hvězdy v blízkých galaxiích. Ty slouží jako obdoby raného vesmíru, nikoli jako jeho přímý snímek.45

Co prozradilo plyn odtékající z raných galaxií?

U tří galaxií s rudým posuvem 7,2 až 9,3 našel SPURS ve spektru ultrafialového světla absorpční stopy těžkých prvků v několika ionizačních stavech. Tyto stopy jsou vůči galaxiím posunuté k modré části spektra. To odpovídá plynu, který se v našem směru pohybuje ven z galaxií. Samotná absorpce ale neříká, jak daleko se plyn dostal ani zda unikl do mezigalaktického prostoru.

Na tom záleží při hledání hvězd populace III, které by vznikaly z téměř zcela neobohaceného plynu. Pokud proudy těžkých prvků dosáhly okolních oblastí, kde se tvoří hvězdy, mohly tam zmenšit zásobu původního plynu. Tři pozorované galaxie ovšem nedokazují, že k obohacení došlo všude; jinde mohly neobohacené oblasti přetrvat.13

Proč jsou slabé hvězdné větry překvapením?

TEMPOS využil ultrafialová pozorování Hubbleova teleskopu k průzkumu 29 hmotných hvězd v šesti blízkých trpasličích galaxiích. Jejich větry se jeví nečekaně slabé. U hvězd s obsahem těžkých prvků pod přibližně desetinou sluneční hodnoty se navíc zdá, že jejich chování nemusí navazovat na trend odvozený pro hvězdy bohatší na tyto prvky. Tento možný odklon je zatím předběžný.4510

Těžké prvky v atmosféře hmotné hvězdy pomáhají přenášet hybnost záření na plyn, a tím vítr pohánět. Slabší vítr by tedy znamenal menší ztrátu hmoty během života hvězdy.3 Výsledky studií se ale zatím zcela neshodují: starší rozbor 11 hvězd typu O rovněž zjistil velmi slabé větry, jejich naměřené vlastnosti však odpovídaly extrapolovanému trendu. Důležité bude porovnat výběr hvězd i metody modelování.15

Co zatím zůstává otevřené?

Pokud se výsledek TEMPOS potvrdí u většího počtu hvězd, mohly by hmotné hvězdy před zánikem uchovávat více hmoty. Modely by pak musely znovu prověřit předpovědi jejich závěrečných explozí, pozůstatků i vlivu na plyn, z něhož vznikají další hvězdy.34 TEMPOS však zánik těchto hvězd nepozoroval a SPURS neurčil, co pohyb plynu z galaxií vyvolalo. Vítr jednotlivé hvězdy není totéž co proudění plynu z celé galaxie.

Další spektroskopie a modelování mají ověřit, zda trend slabých větrů přetrvá a jak souvisí se složením hvězd. Hlubší pozorování kandidátů s velmi nízkým obsahem těžkých prvků pomocí Webbova teleskopu mohou prověřit výklady spojené s populací III; další měření plynu raných galaxií zase pomohou zjistit, kam se pozorované těžké prvky dostaly.51013