Процесс образование химических элементов в галактиках не менялся в последние 12 миллиардов лет

Астрономы называют «металлами» все элементы тяжелее гелия, даже элементы, которые обычно находятся в газообразной форме. Во время Большого взрыва были образованы только водород и гелий (и следы лития), в то время как все «металлы» были созданы впоследствии в звездных процессах.

Обилие металлов в межзвездной среде (ISM) галактик — металличность галактик — таким образом количественно определяет коллективные звездные процессы, которые управляют галактической эволюцией.

Было обнаружено, что металличность газовой фазы ISM (за исключением твердых частиц) тесно связана с историей звездообразования в галактике и может быть определена с помощью оптических спектроскопических наблюдений атомных линий, особенно ярких линий ионизированного кислорода и неона.

Другой ключевой процесс в определении металличности — это поток газа как из галактики, вызванный сверхновыми или другими процессами, так и в галактику из межгалактической среды.

Как именно металличность галактик эволюционировала в течение космического времени, стало одним из самых интересных вопросов в космологии, поскольку она позволяет проследить, как звезды влияли на элементный состав Вселенной примерно за тринадцать миллиардов лет с момента их первого появления, через более ста миллионов лет после большого взрыва.

Ученые использовали многообъектный спектрометр для инфракрасных исследований (MOSFIRE) на телескопе Keck I для получения оптических спектров около 450 галактик в эпохи от 1,7 до 4,5 миллиардов лет после большого взрыва.

Астрономы измерили металличность каждой галактики в выборке и пришли к выводу, что многие соотношения, связанные с металличностью в локальной вселенной, применимы и в эти ранние времена.

Например, взаимосвязь между металличностью галактики и звездной массой примерно такая же, как и взаимосвязь между металличностью и скоростью звездообразования.

Эти важные новые результаты свидетельствуют о том, что процессы, которые управляют ростом содержания элементов в галактиках, будь то потоки газа или звездообразование, сохраняются примерно в той же форме, по крайней мере, последние двенадцать миллиардов лет.