Ученые подтвердили наличие больших запасов кислорода у одной из древнейших «примитивных звезд».
Астрономы из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Института астрофизики Канарских островов и Университета Кембриджа выяснили, что большое количество кислорода имеется в составе звезды J0815+4729. Статья об этом опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
«Примитивными» называют звезды, химический состав которых беден металлами. К ним относится и J0815+4729 — карлик, который ранее ученые называли, предположительно, самым бедным железом из изученных неэволюционирующих звезд. Понятие металличности в астрофизике сильно отличается от разделения на металлы и неметаллы в общей химии. Для астрономов металлы — все элементы тяжелее водорода и гелия. Их количество в составе звезды определяет ее металличность и в том числе служит признаком ее возраста.
Авторы сделали свое открытие с помощью спектрометра HIRES в Обсерватории Кека, расположенной на гавайской вершине Мауна-Кеа. Они смогли получить новые данные о химическом составе древнего светила. То, что ученые обнаружили у J0815+4729 большое количество кислорода, показывает нам, как этот и другие элементы появились на свет в первых поколениях звезд нашей Вселенной.
J0815+4729 — одна из старейших звезд, доживших до наших дней. Она и подобные ей появились в первые сотни миллионов лет существования Вселенной — вероятно, из материала, исторгнутого первыми сверхновыми Млечного Пути. Располагается она в области гало — гигантского образования, состоящего из звезд, темной материи и газа, которое находится сверху и снизу нашей родной Галактики. Предполагается, что его содержимое происходит изнутри Млечного Пути и выброшено за его пределы позднее, поэтому внутри Галактики сейчас более молодые звезды, а снаружи, в области гало, — более древние.
Именно благодаря древности таких звезд можно узнать подробности того, как формировались элементы, которые сегодня кажутся нам неотъемлемой частью существующего мира. На самом деле, состав ранней Вселенной сильно отличался от нынешнего. Тот же кислород сегодня по распространенности — на третьем месте, сразу после водорода и гелия. Но вначале, в ранней Вселенной, его не было совсем. Он начал вырабатываться только при реакциях ядерного синтеза, протекающих в глубине самых массивных звезд.
Авторы работы вели наблюдения за J0815+4729 с помощью эшелон-спектрометра высокого разрешения Обсерватории Кека, установленного на 10-метровом телескопе Кек I. Полученные данные проанализировали, чтобы измерить содержание 16 разных химических веществ, в том числе кислорода.
J0815+4729 может похвастаться необычным химическим составом. Для ее класса и размера у нее очень большое содержание углерода, азота и кислорода: порядка 10, восьми и трех процентов соответственно — от солнечного. Но относительно этих величин таких элементов, как кальция и железа, там на многие порядки меньше: примерно одна миллионная часть солнечных. По словам авторов, ни у одной из гало-звезд Млечного Пути нет такого соотношения элементов. Это открытие показывает новые пути образования биогенных элементов в нашей Вселенной.
Ранее ученые случайно определили самую быструю звезду в Галактике. Другое исследование показало, что самый массивный пульсар имеет массу большую, чем два Солнца, но при этом очень, очень маленькие размеры.
