Карликові галактики втрачають більшість свого кисню в космос

10 листопада 2026 р. 14:44

10 листопада 2026 р. 14:44

Спостереження за сусідніми карликовими галактиками показали, що вони утримують лише невелику частину кисню, який виробляють їхні зорі. Решта, за висновками астрономів, виривається за межі галактик і розчиняється в навколишньому космічному середовищі. Про це йдеться в новому дослідженні в Universe Today .

Команда, що працює в рамках проєкту Galaxies Losing Oxygen via Winds (GLOW), використала дані космічного телескопа Габбла, вже завершеного місію телескопа Spitzer, а також наземних радіообсерваторій Very Large Array та Australian Telescope Compact Array. Вони вивчили 37 найближчих карликових галактик — систем, які містять від кількох тисяч до сотень мільйонів зірок.

Скільки кисню насправді лишається в карликових галактиках

Оксиген є третім за поширеністю елементом у Всесвіті і важливим «маяком» хімічної еволюції: за ним зручно відстежувати, як у галактиках розподіляються важкі елементи — залізо, вуглець, нікель, магній і сірка, з яких зрештою формуються придатні для життя планети.

Грейс Телфорд (Grace Telford), співавторка роботи та доцентка кафедри фізики й астрономії Університету Юти, пояснює, що вперше вдалося окремо оцінити, скільки кисню, утвореного зорями в маломасивних галактиках, залишилося всередині них, а скільки було втрачено за весь час їхнього існування.

За її словами, дослідники з’ясували, що в середньому лише близько 15% виробленого зорями кисню сьогодні все ще перебуває в межах цих карликових галактик. Більша його частина міститься в газі, менші — у зорях і космічному пилу.

Зоряні вибухи як «насоси» важких елементів у космос

Основним джерелом кисню є вибухи масивних зірок як наднових типу core-collapse — це фінальна, катастрофічна стадія еволюції таких світил. Невелика частка кисню також утворюється в інших типах наднових, пов’язаних із залишками маломасивних зірок, що стають нестабільними або зливаються.

Телфорд пояснює, що енергійне випромінювання масивних зірок і їхні вибухи як наднових із часом виштовхують з галактик багатий на кисень газ. У результаті «зниклий» кисень, найімовірніше, опиняється в газових гало навколо галактик — так званому навкологалактичному середовищі (Circumgalactic Medium, CGM).

Частина цього кисню, за оцінками дослідників, могла просунутися ще далі — у міжгалактичне середовище, заповнюючи простір між галактиками і змінюючи його хімічний склад.

Проєкт GLOW і чому карликові галактики вразливіші

Проєкт GLOW, який спільно фінансують NASA та Національний науковий фонд США, має на меті простежити, як газ і важкі елементи циркулюють між маломасивними галактиками, їхнім навкологалактичним середовищем і міжгалактичним простором. Для цього команда поєднує великий набір нових і архівних спостережень із наземних і космічних телескопів.

Подібні вимірювання втрат кисню та інших важких елементів раніше виконували для масивних галактик на кшталт Чумацького Шляху. Але карликові галактики мають набагато слабшу гравітацію, тож, за теоретичними очікуваннями, їм складніше утримувати нагрітий і розігнаний вибухами наднових газ. Нова робота демонструє, що це справді так: низькомасивні системи втрачають кисень набагато легше.

Порівняння з Чумацьким Шляхом та виклик для моделей

Для нашої Галактики Телфорд наводить орієнтовну оцінку: у Чумацькому Шляху припадає приблизно один атом кисню на кожні 2000 атомів водню . У маломасивних галактиках, що увійшли до вибірки GLOW, ситуація інша — там зазвичай лише один атом кисню на 10 000–20 000 атомів водню .

Головний висновок команди: карликові галактики втрачають більше кисню, ніж передбачають нинішні моделі формування галактик. Це вказує на те, що взаємодія масивних зірок та їхніх вибухів із навколишнім середовищем у таких системах ще недостатньо точно врахована в космологічних симуляціях.

Автори підкреслюють, що для повнішого розуміння цих процесів потрібні подальші спостереження й оновлення теоретичних моделей. Але вже зараз стає зрозуміло: щоб описати хімічну еволюцію Всесвіту, слід уважніше придивитися саме до «малих» галактик, які виявляються ефективними джерелами важких елементів для міжгалактичного простору.

Наука