Многие звезды, родившиеся в самом начале истории Вселенной, уже не существуют. Одни взорвались как сверхновые, другие превратились в нейтронные звезды или черные дыры. Но не все они закончили свою жизнь. Некоторые продолжают существовать. Астрономы недавно обнаружили популяцию древних звезд, вращающихся в центре Млечного Пути.
Старейшие звезды можно узнать по характерному химическому составу: они содержат в основном водород и гелий с гораздо меньшей примесью более тяжелых элементов, чем их более молодые собратья, такие как Солнце. Астрономам из проекта Pristine Inner Galaxy Survey (PIGS) удалось обнаружить именно такие объекты. По их словам, большую часть своей долгой жизни эти звезды провели вблизи центра Галактики.
Древние звезды в центре Млечного Пути
В течение своей чрезвычайно долгой жизни звезды на определенном этапе принимают различные формы. Некоторые из них взрываются в виде сверхновых, другие превращаются, например, в белые карлики. Однако не все они разрушаются. Некоторые продолжают существовать. Возраст самых старых из них оценивается до 12,8 млрд. лет. Их поиск и стал целью группы астрономов из Кембриджского университета.
Но как отличить "молодую" звезду от "старой"? Прежде всего, они отличаются по составу, т.е. по содержанию элементов. Прежде всего, кембриджские астрономы ищут звезды, которые не сильно "загрязнены". Как это понимать? Первые звезды во Вселенной содержали в основном самые легкие элементы - водород и гелий. Все остальные компоненты, напротив, формировались внутри них.
Поэтому при поиске древнейших звезд следует искать в основном те, в которых содержание других элементов, кроме водорода и гелия, относительно невелико. Степень этого содержания в астрономических кругах называется металличностью звезд.
Центр Млечного Пути
Чаще всего эти древнейшие звезды находят за пределами Млечного Пути, поскольку там их легче увидеть. Однако кембриджские астрономы поставили перед собой задачу найти их в самом сложном для анализа месте - в центре Млечного Пути, то есть в самой плотной области нашей Галактики - центральном галактическом сгущении. Считается, что эта структура сформировалась, когда галактика только начинала формироваться, поэтому вполне логично ожидать, что самые старые звезды будут находиться именно там.
Более того, модели формирования галактик также предполагают, что самые старые звезды должны находиться именно там - в плотных внутренних частях галактик. Однако найти их в этой области довольно сложно, поскольку в поле нашего зрения в направлении галактического центра находится большое количество межзвездной пыли и других звезд и объектов. Кроме того, древние звезды обычно светят не так ярко, как их более молодые собратья.
Последние исследования посвящены в основном изучению движения звезд в этой части Галактики. Они выглядят хаотичной группой, их орбиты часто принимают необычный, неожиданный вид, но их движение нельзя назвать полностью хаотичным - фактически их орбиты согласуются с вращением самого диска Млечного Пути.
Тот факт, что эти звезды всю свою жизнь провели в центре Млечного Пути, представляется в этом контексте значимым. Это связано с тем, что форма их орбит не позволяет им удаляться от этой точки более чем на 10 000 световых лет. Для сравнения: наше Солнце находится на расстоянии 26 000 световых лет от центра. Поэтому у астрономов нет возможности увидеть их в другом, более удобном для наблюдений месте.