Благодаря японской обсерватории “Субару” астрономы обнаружили в созвездии Геркулеса недавно сформировавшуюся галактику, в звездах которой практически нет элементов тяжелее водорода и гелия. Это делает ее аналогом древнейших галактик Вселенной. Результаты своей работы ученые опубликовали в Astrophysical Journal.
“Самая удивительная черта этой галактики заключается в том, что все звезды в ней тяжелее Солнца всего в 800 млн раз. Это в 100 тыс. раз меньше, чем совокупная масса всех светил Млечного Пути. По сути, по размерам она сравнима с типичным звездным скоплением в нашей Галактике. Это говорит в пользу первозданного характера внутри этого космического объекта”, – рассказал один из авторов работы, профессор Токийского университета Масами Оути (Masami Ouchi).
Первые звезды во Вселенной, которые относятся к так называемой третьей популяции, были совершенно не похожи на Солнце и другие современные светила. Это связано с тем, что в них не было “металлов” – так астрономы называют элементы тяжелее водорода и гелия. Из-за этого размеры таких светил были практически ничем не ограничены и их масса могла быть больше солнечной в несколько сотен раз.
В силу размера и химического состава такие звезды выгорали очень быстро, за десятки миллионов лет. Когда в них иссякали запасы водорода, они взрывались, порождая так называемые парно-нестабильные сверхновые. Они представляют собой очень мощные космические термоядерные взрывы, в которых задействована вся материя гигантского светила.
Подобные вспышки “засеивали” галактики и окружающее их пространство “металлами”, благодаря чему начали формироваться Солнце и другие современные звезды. Их астрономы называют звездами первой и второй популяции. Они продолжили дело своих “предков”, формируя еще более тяжелые изотопы.
Долгое время астрономы считали, что как во Млечном Пути, так и во всех близких к нему галактиках звезд третьей популяции в принципе нет. В пользу этого говорят наблюдения за спектром свечения звездных скоплений на окраинах этих галактик, а также многие другие данные.
Отголоски юности Вселенной
Японские астрономы нашли намеки на то , что это на самом деле не так. Они изучали снимки галактик, которые телескоп “Субару” делал в рамках проекта EMPRESS, цель которого – автоматизированный поиск космических объектов с необычно низкой концентрацией “металлов”.
Для этого ученые создали специальную нейросеть, которая анализировала снимки и спектр каждого объекта и отбирала из них только те галактики, в звездах которых почти полностью не было элементов тяжелее лития.
В общей сложности нейросеть проанализировала более 40 млн карликовых галактик со снимков “Субару” и отобрала из них 27 кандидатов на роль так называемых первичных галактик. Так ученые называют очень небольшие и тусклые карликовые галактики, которые сформировались относительно недавно и состоят из первичной материи Вселенной, которая не загрязнена элементами тяжелее водорода, гелия и лития.
Оути и его команда выбрали из этого списка четыре наиболее интересных объекта и детально изучили их. Оказалось, что карликовая галактика HSC J1631+4426, которая расположена в 430 млн лет от Млечного Пути, обладает рекордно низкой металличностью, то есть концентрацией астрономических “металлов” в ее звездах и облаках материи. Как показывают расчеты исследователей, Солнцу в этом отношении она уступает примерно в 62,5 раза.
Это говорит о том, что галактики, которые состоят из первичной материи Вселенной, не только могут существовать, но и образуются в современную космологическую эпоху,. О последнем говорят небольшие размеры HSC J1631+4426 и высокая скорость образования новых звезд в ней.
Оути и его коллеги считают, что в прошлом астрономы не находили такие галактики потому, что HSC J1631+4426 и три других похожих на нее объекта очень тусклые. Поэтому большинство современных телескопов их не видит. Постройка новых наземных и космических обсерваторий, как надеются японские исследователи, поможет им открыть и другие подобные объекты. Это нужно для того, чтобы понять, как часто возникают такие галактики.