dumaiГалактики ранней Вселенной формировали звёзды в 3–4 раза быстрее
Компьютерная симуляция · ранние данные
Кратко
Расчёты предсказывают, что в ранней Вселенной половина звёзд в галактике обычно появлялась за 30 млн лет или меньше, а 90% — за 70 млн лет или меньше. Отдельные галактики при этом переживали резкие всплески рождения звёзд и короткие паузы.
Зачем это знать?
Для космического телескопа JWST это задаёт ориентир при изучении первых галактик: их свет может в основном исходить от очень молодых звёзд. Предсказание компьютерной модели поможет проверять, насколько верно мы восстанавливаем историю этих галактик по их свету.
Разбор
Авторы не наблюдали галактики напрямую, а собрали их возможную историю в компьютерной модели. Сначала они взяли «деревья слияний» тёмного вещества — записи о том, как небольшие космические структуры объединялись и росли, — из космологической симуляции. Затем добавили модель формирования галактик, которая рассчитывает, когда в этих структурах появлялся газ, превращался в звёзды и как менялась скорость этого процесса.
Такой подход нужен потому, что для самых далёких галактик JWST пока видит в основном их свет, а не подробную летопись рождения звёзд. Расчёты показали: усреднённая история галактик выглядит довольно гладко — со временем скорость рождения звёзд растёт. Но отдельные галактики ведут себя гораздо менее ровно: у них бывают короткие вспышки и небольшие периоды почти полной остановки рождения звёзд. Причём такая разница сохраняется даже у галактик с одинаковой конечной массой или наблюдаемым красным смещением.
Ещё один важный результат касается состава света. В галактиках на красных смещениях выше примерно 12 обычно преобладают очень молодые звёзды. Поэтому расчёт их яркости и цветов требует особенно аккуратно учитывать свойства молодых звёзд; иначе по наблюдениям можно неверно восстановить темп и длительность звездообразования. Авторы также отмечают, что разнообразие смоделированных историй согласуется с тем, что уже удаётся выводить из наблюдений.
Ключевые цифры
Можно ли доверять
Статья прошла рецензирование в MNRAS, что добавляет работе надёжности. Но выводы получены из компьютерной симуляции и полуаналитической модели, а не из прямого наблюдения всей истории галактик; поэтому они зависят от выбранных физических предположений, хотя авторы сравнивают разнообразие историй с тем, что уже выводят из данных наблюдений.
- Результат получен из космологической симуляции и полуаналитической модели, а не из прямого наблюдения.
- Это предсказания для ранних галактик; их точность зависит от допущений модели звездообразования и эволюции галактик.
- Работа предупреждает, что молодые звёздные популяции могут заметно влиять на интерпретацию фотометрии и оценок истории звездообразования.
Пересказано ИИ по научной статье. Это научпоп, а не совет врача. Как это устроено