Свет трёх далёких галактик, зафиксированный космическим телескопом «Джеймс Уэбб», добирался до Земли более 13 млрд лет. Наблюдения помогли учёным объяснить, почему им пока не удалось обнаружить звёзды третьего поколения. Речь идёт о светилах, которые должны были сформироваться из практически первичного вещества Вселенной.
Эти галактики существовали примерно через 500 млн лет после Большого взрыва, когда Вселенной было около 3% от её нынешнего возраста. Ранее предполагалось, что газ в их окружении почти полностью состоял из водорода и гелия. Именно эти элементы появились на раннем этапе развития космоса.
Исследование астрономов из Университета Аризоны, опубликованное в журнале Nature Astronomy, поставило такую картину под сомнение. Учёные пришли к выводу, что первые галактики начали распространять тяжёлые элементы, включая углерод и кислород, значительно раньше ожидаемого. Они образовывались внутри звёзд, а после гибели светил выбрасывались в окружающее пространство.
Наблюдения с помощью «Джеймса Уэбба» продолжались почти 30 часов. За это время исследователи обнаружили слабые признаки углерода, кислорода и кремния за пределами трёх древних галактик. Эти вещества перемещались в окружающий газ, который по химическому составу оказался похож на среду более поздних и развитых галактик.
Такой перенос вещества называют барионным циклом — процессом обмена материей между галактиками и поколениями звёзд. Полученные данные показывают, что галактики с самого начала могли быть частью общей космической системы, а не изолированными объектами. Материал, выброшенный одними звёздами, впоследствии становился сырьём для формирования новых светил, планет и других космических объектов.
Если обогащение газа началось уже спустя 500 млн лет после Большого взрыва, звёзды, состоявшие только из водорода и гелия, могли существовать слишком короткое время. Поэтому их свет, вероятно, не сохранился до наших дней, что и может объяснять отсутствие наблюдений звёзд третьего поколения.