Моделирование позволяет заглянуть в «темный век» звездообразования
Для астрономов, астрофизиков и космологов возможность обнаружить первые звезды, образовавшиеся в нашей Вселенной, всегда была недоступна.
Самым дальним из когда-либо наблюдавшихся объектов была MACS 1149-JD, галактика, расположенная в 13,2 миллиарда световых лет от Земли, которая была замечена на изображении Hubble eXtreme Deep Field (XDF).
С другой стороны, примерно до 1 миллиарда лет после Большого взрыва Вселенная переживала то, что космологи называют «темными веками», когда Вселенная была заполнена газовыми облаками, которые заслоняли видимый и инфракрасный свет.
К счастью, группа исследователей из Центра релятивистской астрофизики Технологического института Джорджии недавно провела моделирование, показывающее, как выглядело формирование первых звезд.
Исследование, в котором описываются результаты опубликованы в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, возглавляли Джен Чиаки и Джон Уайз — исследователь и доцент CfRA (соответственно).
К ним присоединились исследователи из Римского университета, Астрономической обсерватории Рима, Национального института астрофизики (INAF) и Национального института ядерной физики (INFN).
Основываясь на циклах жизни и смерти звезд, астрофизики предполагают, что первые звезды во Вселенной были очень бедны металлами. Сформировавшись примерно через 100 миллионов лет после Большого взрыва, эти звезды состояли из первичного супа из газообразного водорода, гелия и незначительных количеств легких металлов.
Эти газы коллапсируя, образовали звезды в 1000 раз массивнее нашего Солнца.
Из-за своего размера звезды были недолговечными и, вероятно, просуществовали всего несколько миллионов лет. За это время появились новые и более тяжелые элементы в их ядерных печах, которые затем рассеялись, когда звезды схлопывались и взрывались сверхновыми.
В результате следующее поколение звезд с более тяжелыми элементами будет содержать углерод, что приведет к обозначению звезд с улучшенным содержанием углерода (CEMP).
Состав этих звезд, которые сегодня могут быть видны астрономам, является результатом нуклеосинтеза (слияния) более тяжелых элементов из первого поколения звезд.
Изучая механизм образования этих бедных металлами звезд, ученые могут сделать выводы о том, что происходило в космические «темные века», когда образовались первые звезды.
Эти исследования являются частью развивающейся области, известной как «галактическая археология».
Подобно тому, как археологи полагаются на окаменелые останки и артефакты, чтобы узнать больше об обществах, исчезнувших столетия или тысячелетия назад, астрономы ищут древние звезды для изучения, чтобы больше узнать о тех, которые давно умерли.
По словам исследователей, следующим шагом будет выход за пределы углеродных характеристик древних звезд и включение других более тяжелых элементов в более крупные модели. Поступая таким образом, галактические археологи надеются больше узнать о происхождении и распространении жизни в нашей Вселенной.
