Астрономы обнаружили чрезвычайно необычную звезду, которая, по их мнению, является окаменелостью или остатком одной из самых первых звезд Вселенной.
Звезда, названная AS0039, расположена в карликовой галактике Скульптор примерно в 290000 световых лет от Солнечной системы . Этот звездный остаток имеет самую низкую концентрацию металла, особенно железа , из всех звезд за пределами Млечного Пути . Исследователи считают, что находка свидетельствует о том, что остаток является прямым потомком одной из самых ранних звезд Вселенной, которая содержала очень мало металла.
Команда обнаружила, что первичная родительская звезда AS0039 имела бы массу около 20 солнечных и, вероятно, погибла бы в результате взрыва сверхновой звезды - звездного взрыва в 10-100 раз более мощного, чем у обычной сверхновой .
открытие может дать новую информацию о первых звездах Вселенной, которые до сих пор ни разу прямо или косвенно не наблюдались. «AS0039 имеет настолько необычный химический состав, что позволяет нам исследовать природу первых звезд и, в частности, их звездную массу», - сказал Live Science соавтор исследования Майк Ирвин, астроном из Кембриджского университета в Англии. .
Самые первые звезды
Хотя все звезды представляют собой шары горячего газа, называемого плазмой, подпитываемые синтезом элементов в ядре, они также чрезвычайно разнообразны; они могут быть самых разных размеров и цветов. Но все звезды можно разделить на три отдельные группы - Население I, Население II и Население III - в зависимости от их химического состава или металличности.
Звезды населения I, как и Солнце и большинство других звезд в наблюдаемой Вселенной, имеют высокое содержание металлов, особенно железа, и богаты относительно тяжелыми элементами, такими как кальций и магний . Звезды популяции II, такие как AS0039, встречаются гораздо реже; эти бедные металлами звезды содержат лишь следовые количества тяжелых элементов. Звезды популяции III, которые никогда не наблюдались, почти не содержат металлов и тяжелых элементов.
Хотя звезды населения III никогда не были обнаружены, астрономы знают, что самыми первыми звездами, рожденными во Вселенной, были бы звезды населения III, сказал Ирвин.
Во время ядерного синтеза , водородные атомы соединяются вместе в гелий , который выпускает огромное количество энергии. Большинство звезд
- с массой около 1,4 солнечной - медленно расходуют водородное топливо, пока его не перестанет, раздуваются до красных гигантов и в конечном итоге коллапсируют в белых карликов .
Однако более крупные звезды быстро расходуют свой водород и вместо этого начинают синтезировать гелий в углерод и, в конечном итоге, из углерода в железо, которое является самым тяжелым элементом, который может создать звезда. В конце концов, эти большие звезды становятся слишком плотными, схлопываются сами по себе и взрываются сверхновой, которая не только рассеивает элементы звезды в окружающем пространстве, но и выделяет достаточно энергии для создания элементов тяжелее железа.
Новые звезды часто рождаются в облаках газа, оставшихся от предыдущих звезд, поэтому, когда они формируются, они вбирают в себя часть металла и тяжелых элементов из взорвавшихся звезд, которые были до них. В результате все звезды, наблюдаемые сегодня, являются звездами населения I или II, потому что они образовались из остатков звезд, которые были до них.
Однако первые звезды во Вселенной, звезды населения III, образовались из чистого водорода, который был первым элементом, созданным после Большого взрыва , сказал Ирвин. «Звезды популяции III определены как первое поколение звезд, которое сформировалось во Вселенной и, следовательно, было образовано с нулевой металличностью».
В этих первичных звездах также отсутствовали тяжелые элементы, потому что их не создавали сверхновые звезды.
Потомство Hypernova
Когда исследователи обнаружили AS0039, они были поражены тем, насколько он беден металлом даже по сравнению с другими звездами населения II.
AS0039 имеет самую низкую концентрацию металла среди всех звезд, изученных за пределами нашей галактики, а также самую низкую концентрацию углерода среди всех звезд, когда-либо изученных во Вселенной. Он также имеет необычное соотношение тяжелых элементов, особенно магния и кальция, в очень малых количествах. Эти данные предполагают, что AS0039 может быть звездой второго поколения, образовавшейся из остатков звезды населения III.
Компьютерное моделирование показало, что звезда Population III, породившая AS0039, вероятно, погибла в результате мощного взрыва гипер новой. «Мы считаем, что звезды населения III были в целом более массивными, чем звезды, которые мы видим сегодня, поэтому не было бы ничего удивительного, если бы звезда населения III превратилась в гипер новую», - сказал Ирвин.
Исследователи надеются, что открытие AS0039 поможет астрономам найти больше бедных металлами звезд населения II поколения, что, в свою очередь, прольет свет на размер и распределение звезд населения III, а также на роль, которую они сыграли в превращении раннего водорода. -наполненная вселенная в ту, которую мы видим сегодня.
«AS0039 показывает, что можно узнать о свойствах звезд населения III, и указывает путь к поиску большего количества примеров», - сказал Ирвин. «Это жизненно важно для того, чтобы помочь нам понять, как Вселенная превратилась в то, что мы наблюдаем сегодня».
Исследование было опубликовано в Интернете 13 июля в The Astrophysical Journal Letters .