RW Space

Давным-давно, миллиарды лет назад, Вселенная была окутана тьмой. Только когда первые звезды начали сиять, пространство стало прозрачным и потек свет.

Это любопытная вещь, но ни одна из тех самых первых звезд, известных как Население III, так и не была найдена.

Теперь астрономы определили следующую лучшую вещь: звезду, настолько химически анемичную, что она, должно быть, сформировалась сразу по пятам поколения, которое изменило Вселенную.

Такие звезды известны как звезды Населения II, и они крайне редки. Эта анемичная звезда под названием PicII-503 особенно интересна: это самая бедная железом звезда, когда-либо обнаруженная за пределами Млечного Пути, в древней карликовой галактике возрастом более 10 миллиардов лет.

«Обнаружение звезды, которая однозначно сохраняет тяжелые металлы первых звезд, было на грани того, что мы считали возможным, учитывая чрезвычайную редкость этих объектов», — говорит астрофизик Анируд Чити из Стэнфордского университета.

«С самым низким содержанием железа, когда-либо обнаруженным в любой ультратусклой карликовой галактике, PicII-503 открывает беспрецедентное окно в процесс производства начальных элементов в первичной системе».

У Вселенной нет центра, поэтому, если бы первые звезды во Вселенной все еще висели вокруг, они были бы распределены довольно равномерно во всем пространстве-времени.

Однако ученые считают, что звезды Населения III были намного массивнее, чем любые звезды вокруг сегодня, и, следовательно, имели чрезвычайно короткую продолжительность жизни.

Что касается звезд, то интересно то, что в те времена, когда Вселенная только зарождалась, доступного звездообразующего материала не было большого разнообразия. В основном там были только водород и гелий.

Однако, как только звезды возникли, они начали сталкивать атомы в своих ядрах, создавая такие тяжелые элементы, как железо.

Когда у звезд закончился термоядерный материал, они впечатляюще взорвались, высвободив и распылив все эти слитые элементы в космос. Кроме того, взрывы сверхновых представляют собой сильные печи, в которых образуются элементы тяжелее железа.

Эти более тяжелые элементы – то, что астрономы называют «металлами» – затем смешиваются с газом, который образует следующее поколение звезд, и так далее. Чем моложе звезда, тем более выражено содержание в ней металлов. Напротив, чем старше звезда, тем меньше в ней металла.

PicII-503 — это звезда, расположенная на расстоянии около 150 000 световых лет от нас, в крошечной, слабой карликовой галактике, вращающейся вокруг Млечного Пути, под названием Пиктор II. Пиктор II — это так называемая ископаемая галактика: все звезды в ней очень старые, и она не подвергалась звездообразованию и не аккрецировала новые звезды в течение миллиардов лет.

Это делает ее отличным местом для поиска звезд, которые могли образоваться из недр звезд населения III, как это сделали Чити и его коллеги.

Они использовали данные исследования Mapping the Ancient Galaxy in CaHK (MAGIC), собранные с помощью Dark Energy. Камера на 4-метровом телескопе Виктора М. Бланко Национального научного фонда США предназначена для поиска звезд с чрезвычайно низким содержанием металлов.

PicII-503 выделяется. Согласно анализу спектра, звезда содержит примерно в 43 000 раз меньше железа, чем Солнце, и примерно в 160 000 раз меньше кальция. Однако содержание углерода в ней было огромным – примерно в 3000 раз выше, чем у этих элементов.

Содержание тяжелых металлов настолько низкое, что, по словам исследователей, звезда лучше всего соответствует нашему пониманию Вселенной, если она принадлежит к группе населения II. Это предполагает, что звезда образовалась из газа, обогащенного самыми первыми звездами.

Этот дисбаланс является подсказкой: он предполагает, что звезда образовалась из обломков необычно слабой сверхновой, где более тяжелые элементы, такие как железо и кальций, упали обратно в остаток, а более легкие, такие как углерод, улетели.

Связано: Мы, возможно, наконец-то увидели самые первые звезды Вселенной

Если бы сверхновая имела более высокую энергию, элементы были бы взорвался со скоростью, превышающей скорость убегания такой маленькой галактики, как Пиктор II, и Пиктор II-503 не смог бы сформироваться.

Это также может рассказать нам кое-что о древних звездах, скрывающихся в гало нашей собственной галактики. Млечный Путь за время своего существования поглотил множество меньших галактик и продолжает это делать. В конце концов, Пиктор II может постигнуть та же участь.

«Что меня больше всего волнует, так это то, что мы наблюдали результат самого начального образования элементов в первичной галактике, что является фундаментальным наблюдением!» Чити говорит.

«Это также четко связано с характером, который мы наблюдали в звездах гало Млечного Пути с самой низкой металличностью, связывая воедино их происхождение и природу этих объектов, обогащенную первыми звездами».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.