Исследователи, работающие над проектом TEMPOS (Treasury of Extremely Metal-Poor O Stars) под руководством Университета Юты, используют данные космического телескопа Хаббл для изучения особенностей самых тяжёлых звёзд, чтобы лучше понять, как они обликаны в условиях ранней Вселенной. В фокусе — ультрафиолетовые спектры звёзд в соседних галактиках, напоминающих среду молодых галактик эпохи формирования Вселенной. Важная задача проекта — проверить, могут ли эти звёзды сильно отличаться от аналогичных звёзд в современной Млечном Пути и как это влияет на эволюцию целых галактик. Источник: 1, 2.

Объём данных TEMPOS оказался необычно большим: сейчас исследователи опираются на 29 звёзд, распределённых по шести локальным карликовым галактикам, каждая из которых имеет металличность менее чем пятая часть солнечной. Такой набор позволяет лучше сравнивать условия, приближенные к ранним эпохам Вселенной, и оценивать влияние тяжёлых звёзд на эволюцию окружающей межзвёздной среды. В рамках экспедиции добавились новые наблюдения 12 звёзд к ранее собранной информации, что даёт более согласованную базу для анализа. Заявлено, что ультрафиолетовые измерения особенно информативны: они отражают состав атмосферы звёзд и детали их звёздных ветров. Источник: 13, 17, 14, 15.

Среди ключевых результатов — общая тенденция: по мере снижения металличности ветер звезды замедляется. Но на нижнем краю шкалы наблюдений скорость ветров падает гораздо быстрее, чем прогнозировали ранее данные с более высоким содержанием тяжёлых элементов. Участники отмечают неожиданную «остроту» падения скорости ветра у звёзд с металличностью ниже примерно 10% солнечной. Такой резкий спад может существенно повлиять на дальнейшую эволюцию тяжёлых звёзд: они смогут сохранять больший исходный вес в течение жизни, что изменит их последующие стадии и отдачу энергии и материалов в окружающую среду. Это, в свою очередь, может повлиять на газ, доступный для образования новых звёзд, а значит — на развитие целых галактик.

Особое внимание учёных привлекает роль железа как важного «модулятора» ветров и эволюции звёзд. Железо — один из тяжёлых элементов, влияющий на динамику звезд и процессы, ведущие к их взрывам сверхновыми. Однако измерение железа в крайне бедной металличностью средах затруднено. TEMPOS позволил напрямую исследовать слабые абсорбционные черты железа в ультрафиолете и сравнить их с озонной долей кислорода, что обычно используют как индикатор металличности. Результаты показывают, что звёзды с более высоким содержанием кислорода в галактиках демонстрируют заметно более сильное железное поглощение, чем звёзды в условиях низкой металличности, при этом диапазон поглощения железа может указывать на различия в самом железном составе звёзд. Это даёт опору для определения того, как физика тяжёлых звёзд меняется при очень низкой металличности.

Авторы подчёркивают, что расширение выборки до десятков звёзд и последующая интеграция ультрафиолетовых данных Хаббла с оптико-видимыми наблюдениями обсерватории Кека в Гавайях позволят строить более детальные модели звёзд и их ветров, включая химический состав и темпы потери массы. Такой подход может повысить точность интерпретаций необычных галактик ранней эпохи, которые продолжает открывать Webb. В то же время данные TEMPOS будут доступны широкой научной среде через Архив космических телескопов Майкулски (MAST), чтобы другие исследователи могли ставить новые вопросы к звёздной эволюции и галактическому развитию.