Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» смог обнаружить самые первые светила во Вселенной — звёзды третьего населения. Они были первыми после Большого взрыва!
Группа учёных во главе с Эли Висбал из Университета Толедо (штат Огайо, США) в научном журнале The Astrophysical Journal Letters опубликовала своё исследование звёзд в галактике LAP1-B. Это одна из первых галактик во Вселенной, свет от неё шёл до Земли 12,9 млрд световых лет! И её звёзды соответствуют всем прогнозируемым параметрам третьего населения! Но что это значит?
Первое время после Большого взрыва Вселенная была темна, ибо в ней ещё не было звёзд, и заполнена облаками газа, состоящего из водорода, гелия и в незначительном количестве лития. Этот период называют Тёмными веками. Из этих трёх элементов спустя примерно 200 млн лет после Большого Взрыва начали образовываться первые звёзды, которые и называют населением III. Это начало эпохи реионизации, так как излучение светил вызывает ионизацию атомов. Так как газа было очень много, первые звёзды были огромными: они в десятки, сотни и даже тысячи раз превосходили Солнце по массе и размерам! Однако такие светила живут очень недолго, и уже через миллионы лет их звёздная эволюция («жизнь») заканчивалась. Поэтому сейчас таких звёзд нет. В их недрах происходил синтез более тяжёлых элементов, которые высвобождались звёздным ветром, при сбросе оболочек и во время взрыва сверхновых (во время этого процесса также синтезируются многие тяжёлые элементы). Из выброшенного вещества формируются звёзды второго населения, а уже из их выброшенного вещества — первого (к нему относится и наше Солнце). Определение типа населения происходит спектроскопически: население II в десятки раз беднее на тяжёлые элементы, чем население I. Считается, что планетные системы звёзд населения I лучше всего подходят для появления жизни.
Теоретические знания того, как должны были формироваться первые звёзды во Вселенной, позволили спрогнозировать их свойства (первые три считаются ключевыми):
- огромные размеры;
- формирование звёзд населения III в небольших кластерах;
- отсутствие огромных гало (сгустков) тёмной материи, что фиксируются как аномальная масса «из ниоткуда», что гравитационно воздействует на обычную материю и свет (именно эти изменения мы можем увидеть);
- крайне низкая металличность (металлами в астрономии называются все элементы, тяжелее водорода и гелия) как и звёзд, так и окружающего их газа;
- нахождение в самых древних галактиках.
Если бы новейшие телескопы фиксировали только очень древние звёзды, не соответствующие этим требованиям, то можно было бы говорить об ошибочности теории. Однако удалось обнаружить звёзды, что соответствовали всем прогнозируемым свойствам третьего населения!
Звёзды в галактике LAP1-B соответствуют всем этим требованиям, в том числе и первым трём (иные кандидаты на звёзды населения III им не соответствовали). Интересно, что исследователи обнаружили гало тёмной материи у LAP1-B, масса которого составляет около 50 млн солнечных. Оно может показаться огромным, но вот масса гало даже у квазаров (ядер активных галактик) составляет триллионы масс Солнца!
Без сомнений, это открытие привлечёт новых исследователей, что его дополнят или, кто знает, опровергнут. Обнаружение звёзд населения III очень важно для понимания прошлого Вселенной, так как подтверждает целый ряд космологических моделей.