Jak przypominają eksperci z University of Missouri (USA), astronomowie od dekad szacowali liczbę małych, niewidocznych gwiazd w odległych galaktykach za pomocą pewnej matematycznej reguły. Zakładała ona, że gwiazdy powstają mniej więcej w takich samych proporcjach w całym Wszechświecie.

Według nowego badania opisanego na łamach „The Astrophysical Journal Letters” proporcja dużych i małych gwiazd zależy od środowiska, w którym powstały. Nowa wiedza może pomóc astronomom dokładniej szacować masę i wiek galaktyk oraz przebieg ich ewolucji - podkreślają naukowcy.

Może także pomóc wyjaśnić, dlaczego niektóre galaktyki obserwowane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wydają się masywniejsze niż oczekiwano. Po prostu mogły w nich powstać gwiazdy w innych proporcjach niż dotąd zakładano.

- Jedno z podstawowych założeń astronomii może być nadmiernym uproszczeniem. Inne galaktyki nie łamały praw fizyki, to my mierzyliśmy je niewłaściwą miarą - mówi prof. Charles Steinhardt z University of Missouri-Columbia.

Stosowana dotychczas miara, o której mówi naukowiec, to tzw. początkowa funkcja masy (initial mass function, IMF).

Ponieważ astronomowie nie mogą bezpośrednio obserwować większości najmniejszych i najsłabiej świecących gwiazd w odległych galaktykach, wykorzystują IMF do oszacowania ich liczby na podstawie jaśniejszych gwiazd, które są w stanie dostrzec.

W nowym badaniu naukowcy przeanalizowali dane z europejskiej misji Gaia, która skatalogowała niemal 2 mld gwiazd Drogi Mlecznej. Skupili się przy tym na gromadach gwiazd, czyli grupach gwiazd powstałych razem w podobnych warunkach.

Porównanie tych gromad pozwoliło sprawdzić, czy gwiazdy rzeczywiście wszędzie powstają w takich samych proporcjach.

Analiza pokazała istotne różnice między poszczególnymi gromadami, co sugeruje, że na rodzaj powstających gwiazd wpływają lokalne warunki. To z kolei oznacza, że IMF nie jest uniwersalna.

Naukowcy nie proponują jednak jej całkowitego odrzucenia, lecz sugerują uwzględnienie w niej opisanej przez nich zależności powstawania gwiazd od środowiska.

- Wzorzec, który znaleźliśmy, jest zaskakująco wyraźny. Zamiast stosować ten sam model do każdej galaktyki, astronomowie mogliby uwzględniać warunki, w jakich powstawały gwiazdy i dobierać funkcję IMF najlepiej odpowiadającą danemu środowisku - mówi Carter Meyerhoff University of Missouri.

- Odkryliśmy, że Wszechświat jest bardziej złożony niż zakładaliśmy. Jednocześnie jesteśmy coraz bliżej tego, by mierzyć go prawidłowo – podsumowuje prof. Steinhardt.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/