Астрономы отыскали в Большом Магеллановом Облаке десять очень малометалличных звезд, в том числе звезду, обогащенную веществом сверхновой одной из первых звезд во Вселенной. Их свойства говорят о том, что процессы звездообразования в раннем Большом Магеллановом Облаке и прото-Млечном Пути отличались. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Исследовать динамику процессов звездообразования в ранние эпохи жизни Вселенной можно через наблюдения за очень далекими галактиками, что достаточно трудоемко. Альтернативой выступают старые звезды с малой металличностью, которые можно отыскать в Млечном Пути и близких галактиках, особенно в карликовых и изолированных галактиках. С этой точки зрения поиски и исследования малометалличных звезд в Большом Магеллановом Облаке (самая массивная галактика-спутник Млечного Пути) позволяют проверить, отличается ли обогащение внутригалактической среды химическими элементами и звездообразование в далеких протогалактиках от того, что происходило в раннем Млечном Пути.
Группа астрономов во главе с Анирудом Чити (Anirudh Chiti) из Чикагского университета представила результаты поиска звезд с низкой металличностью в Большом Магеллановом Облаке. Первоначально интересные цели отбирали из каталога данных космического телескопа Gaia, затем исследователи рассчитывали их свойства при помощи моделей, а также спектроскопических данных, полученных одним из наземных Магеллановых телескопов.
Ученые обнаружили десять интересных звезд, которые гравитационно связаны с галактикой и движутся вместе с ней. Их металличность в 300–12000 раз меньше солнечной, что почти на два порядка меньше, чем у других звезд Большого Магелланова Облака с измеренным составом. Самая низкая металличность ([Fe/H] = −4,13) соответствует звезде LMC-119, которая стала звездой с рекордно низкой металличностью, известной во всех внешних галактиках. Предполагается, что это звезда поколения II, которая была обогащена веществом от взрыва сверхновой звезды поколения III массой 10–50 масс Солнца.
Любопытно, что найденные звезды оказались сильно беднее углеродом, чем старые звезды из гало Млечного Пути, кроме того, нет свидетельств значительного обогащения европием и другими элементами, образующимися в результате r-процесса, у некоторых звезд также наблюдается дефицит бария и стронция. Это говорит о различиях в механизмах обогащения элементами среди раннего Большого Магелланова Облака по сравнению с ранним Млечным Путем.
Предполагается, что на первых стадиях эволюции Большого Магелланова Облака мог иметь место неээффективный процесс звездообразования, а события, позволяющие протекать r-процессу, такие как взрывы сверхновых, возникали в галактике относительно поздно, когда металличность газа достигла [Fe/H] = −2,5. Возможно также, что часть найденных звезд могла быть аккрецирована в галактику из более мелких систем-прародителей.
Ранее мы рассказывали о том, как ученые нашли следы вещества «звезды Барбигеймера» в красном гиганте Млечного Пути.