13 миллиардов лет назад в крошечных галактиках зажглись первые крупные звёзды. Их свет, путешествуя через расширяющуюся Вселенную, растянулся и покраснел — этот эффект помогает определить расстояние. По дороге луч проходил мимо массивного скопления галактик, которое своей гравитацией исказило и многократно усилило его — как гигантская линза. Инфракрасный телескоп «Джеймс Уэбб» поймал этот усиленный свет и разложил на спектр (цветную полоску). В спектре видны яркие линии от разных химических элементов — это и есть спектроскопия (метод изучения состава по свету).

Астрономы собрали данные о 405 таких далёких галактиках. По отдельности они очень тусклые, поэтому учёные сложили их свет, сгруппировав по звёздной массе (общему весу звёзд). В усреднённой картинке проступил неожиданный химический узор: азота оказалось гораздо больше, чем ожидалось, особенно в горячих областях. Доля элементов тяжелее гелия — металличность — у самых мелких галактик была всего 2% от солнечной. Это говорит о том, что ранние взрывы звёзд выдували часть вещества, мешая накоплению тяжёлых элементов.

Откуда же взялся лишний азот? Ещё в середине XX века Маргарет Бербидж, Фред Хойл и Ханс Бете объяснили, как звёзды служат фабриками элементов: в их недрах углерод и кислород превращаются в азот. У массивных светил на стадии Вольфа-Райе этот процесс идёт особенно бурно. Мощные звёздные ветры выбрасывают приготовленный азот в космос. Чтобы объяснить наблюдаемое излучение, в каждой такой галактике должно было работать около 1650 таких «поваров» одновременно. Их совместных усилий хватило бы, чтобы насытить азотом целое шаровое скопление — плотный рой из сотен тысяч звёзд, который и сегодня вращается вокруг многих галактик.

Химический рисунок — мало углерода, много азота, неон как у Солнца — в точности совпадает с тем, что астрономы видят в звёздах современных шаровых скоплений. Получается, что древние галактические «кухни» приготовили ингредиенты для будущих поколений звёзд. Свет, пролетевший 13 миллиардов лет, донёс до нас их рецепты.