W najbliższych nam galaktykach karłowatych, niewielkich wyspach gwiazdowych liczących tysiące lub setki milionów gwiazd, odkryto dziwny brak. Kosmiczny teleskop „Hubble” pokazał: tlenu jest tam znacznie mniej, niż przewidywały modele. Gaz zrodzony przez gwiazdy jakby zniknął.
Badanie projektu GLOW (Galaxies Losing Oxygen via Winds) objęło 37 takich układów. Naukowcy prześledzili, gdzie podziewa się tlen — jeden z najpowszechniejszych pierwiastków po wodorze i helu, dogodny znacznik ciężkich substancji. Powstaje on we wnętrzach masywnych gwiazd i jest wyrzucany w przestrzeń podczas wybuchów supernowych. Symulacje mówiły, że znaczna jego część powinna pozostawać wewnątrz galaktyk. Obserwacje „Hubble’a” wraz z danymi archiwalnego teleskopu „Spitzer” i naziemnych radiointerferometrów nakreśliły inny obraz: układy karłowate zatrzymują jedynie niewielką część wytworzonego tlenu.
„Tlen rodzi się z gwiazd wewnątrz galaktyk. Kiedyś na pewno tam był, więc został wyrzucony na zewnątrz” — zauważa współautorka pracy Grace Telford z Uniwersytetu Utah. Potrzebna jest do tego energia masywnych gwiazd i wybuchów supernowych, rozpędzających materię poza słabą studnię grawitacyjną. W galaktykach o małej masie wiatry galaktyczne działają skuteczniej, niż przypuszczały modele.
Kierowniczka projektu Kristen McQuinn podkreśla praktyczną stronę wyboru: tlen łatwo mierzyć, a jego pochodzenie jest dobrze zbadane. Po ilości tlenu widać, jak pierwiastki rozdzielają się między gwiazdy, gaz międzygwiazdowy i przestrzeń między galaktykami. Dane te pomagają zrozumieć ewolucję galaktyk i to, jak wzbogacają one ośrodek międzygalaktyczny — tę właśnie subtelną tkankę, z której z czasem mogą wyrosnąć nowe struktury.
Galaktyki wybierano bliskie: „Hubble” potrafi rozdzielić w nich poszczególne gwiazdy i odtworzyć historię powstawania gwiazd. Dla dalszych układów takiej szczegółowości na razie nie ma. Wcześniej podobne „wycieki” metali zauważano już u dużych spiral, takich jak Droga Mleczna — część materii osiada w otaczających je gazowych halo. W przypadku karłów pytanie pozostaje otwarte: czy duża część tlenu zatrzymała się w najbliższym otoczeniu, czy odleciała całkiem daleko.
Wyniki zmieniają wyobrażenia o tym, jak niewielkie galaktyki wpływają na skład chemiczny kosmosu. We wczesnym Wszechświecie to właśnie one dominowały, a ich wiatry mogły aktywnie „nawozić” przestrzeń. Dziś te procesy trwają na naszych oczach, wiążąc życie poszczególnych gwiazd z losem całych układów.
Przed nami jeszcze lżejsze obiekty. Za pomocą przyszłego kosmicznego teleskopu imienia Nancy Grace Roman planuje się odnajdywać najsłabsze karły, a następnie badać je szczegółowo „Hubble’em” i „Jamesem Webbem”. Równolegle będą rozpatrywane same masywne gwiazdy wyrzucające tlen.
To, co wydaje się lokalnym brakiem, w rzeczywistości jest częścią wspaniałego obiegu. Gwiazdy rodzą pierwiastki, wybuchy rozrzucają je, galaktyki tracą i dzielą się bogactwem, a przestrzeń między nimi powoli wypełnia się budulcem przyszłych światów. Żyjemy we wszechświecie, w którym nawet „proste” układy karłowate uczestniczą w złożonych, subtelnie zestrojonych procesach kształtujących oblicze kosmosu na miliardy lat naprzód.
