RW Space

На протяжении миллиардов лет Вселенная неуклонно развивалась. Благодаря расширению Вселенной мы можем «видеть» назад во времени и наблюдать за этой эволюцией почти с самого начала.

Но время от времени мы видим что-то, что не вписывается в наше нынешнее понимание того, как должна работать Вселенная.

Так обстоит дело с галактикой, описанной в новой статье аспиранта Сиджи Цай с факультета астрономии Университета Цинхуа и их коллег.

Они обнаружили галактику, образовавшуюся около 11 г. миллиардов лет назад он выглядит «безметалловым», что указывает на то, что он может содержать набор неуловимых звезд первого поколения (Pop III).

По теме: Мосс выжил 9 месяцев в космическом вакууме

Прежде чем мы перейдем к самому открытию, необходим некоторый контекст. Звезды населения III (Pop III) считаются первым поколением звезд, образовавшимся на ранних этапах истории Вселенной. Важно отметить, что они практически не содержат «металла», что в космологических терминах означает любой элемент, кроме гелия и водорода.

Поскольку эти более тяжелые элементы могут образовываться только в самих звездах (или в сверхновых, которые они создают), по определению, первое поколение звезд не может их содержать.

Космологи десятилетиями искали примеры звезд Поп-III, но до сих пор не смогли их найти.

Обычно они ищут время в История Вселенной, известная как Эпоха реионизации, произошла примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва, когда Вселенная была очень молодой, и мы считаем, что первые звезды сами начали формироваться.

Так что представьте себе удивление автора, когда они обнаружили галактику, которая появилась примерно на 2 миллиарда лет позже Эпохи реионизации. К этому моменту множество звезд должно было жить и умереть, а их остатки «заражали» любые близлежащие облака газа и пыли или сами другие звезды созданным ими металлом. По крайней мере, такова была теория.

Но, используя данные, собранные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), Очень большого телескопа (VLT) и телескопа Субару, авторы идентифицировали галактику, которую они назвали MPG-CR3 (или сокращенно CR3).

Спектральная подпись этой галактики была уникальной среди всех других галактик той эпохи. Он имел очень чистые линии водорода и гелия и, что особенно важно, почти полное отсутствие «металлов», таких как кислород, в его спектральной сигнатуре. Фактически, верхний предел металличности звезд в галактике составляет 0,7% металличности нашего Солнца.

Еще более интересно то, что возраст самой галактики составляет всего около 2 миллионов лет, что делает ее относительно молодой по галактическим стандартам.

Мы можем видеть ее в таком молодом возрасте, несмотря на то, что она образовалась миллиарды лет назад, из-за расширения пространства-времени.

CR3 также Кажется, что она относительно «свободна от пыли» и имеет относительно небольшие звезды, особенно для такой древней галактики. Большинство галактик во время космического полудня имеют сверхмассивные звезды по сравнению с нашими.

В данных для CR3 отсутствует важная особенность, которая обычно считается ключевой частью обнаружения любых звезд Поп-III — эмиссионная линия Гелия II (He II).

Хотя эта критическая линия не видна в спектральных данных VLT, которые в противном случае могли бы ее обнаружить, авторы предлагают два объяснения, почему. Во-первых, в этой части данных уже присутствует сильная эмиссионная линия «OH», исходящая от другого источника, которая нейтрализует сигнал He II.

В качестве альтернативы, сам сигнал He II мог затухнуть, поскольку его амплитуда значительно падает всего через несколько миллионов лет после образования звезд.

Таким образом, остается вопрос: если ожидалось, что раннее поколение звезд образовалось миллиарды лет назад, как эта конкретная галактика избежала «загрязнения» металлами от образовавшихся звезд? миллиарды лет назад и в конечном итоге на столь позднем этапе эволюции Вселенной получили «нетронутые» звезды.

Авторы считают, что это связано с пространством. По сути, CR3 находится в пустом космическом кармане.

С технической точки зрения это называется «недостаточной областью», и логика заключается в том, что к тому времени, когда газовое облако, из которого ранее состояло CR3, рухнуло и начало формировать звезды, никакие металлы из окружающих областей с активными звездами еще не достигли его.

CR3 находился сам по себе, вдали от своих соседей, и его изоляция помогла ему сформировать собственное первое поколение звезд, отдельно от того, что происходило в остальной части космоса. Вселенной.

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

Все еще необходимы дополнительные данные, чтобы подтвердить это как первую когда-либо обнаруженную галактику Pop III. Но если это подтвердится, это станет большим благом для ученых, поскольку наличие галактики, полной этих интересных звезд, находящейся намного ближе, чем первоначально ожидалось, облегчит их изучение.

Если дальнейшие исследования смогут подтвердить линию He II или дать надежное объяснение того, почему она не заметна, космологи будут тратить много времени, глядя на эту молодую, но в то же время очень старую галактику.

Эта статья была первоначально опубликована в журнале Universe Today. Прочтите оригинал статьи.