Во Млечном Пути обнаружена звезда, которая может быть самой «первозданной» из всех известных на сегодняшний день. Ее химический состав почти не загрязнен тяжелыми элементами, возникшими после первых поколений звезд. Этот объект — своего рода космическая «ископаемая» реликвия: он, вероятно, сформировался из газа, обогащенного продуктами взрыва всего одной из первых сверхновых во Вселенной.
Звезда, получившая обозначение SDSS J0715-7334, когда-то была сравнительно не массивной (похожей на Солнце), но уже исчерпала свое основное топливо и перешла в стадию красного гиганта. Именно то, что она дожила до наших дней, делает ее особенно ценной: по ее химическому «отпечатку» можно судить о временах, когда только начинали формироваться звезды и галактики, пишет Science Alert.
Как все начиналось
Сразу после Большого взрыва пространство было заполнено горячей плотной плазмой — смесью легких ядер и свободных электронов. Свет почти не мог распространяться: фотоны постоянно рассеивались на электронах, и Вселенная оставалась «темной». Примерно через 300 000 лет она достаточно остыла, чтобы электроны и протоны объединились в нейтральный водород, а также образовалось немного гелия. Из плотных сгустков этого почти идеального водорода и гелия возникли самые первые звезды — так называемое население III.
Элементы тяжелее гелия (в астрономии их называют «металлами») начали распространяться по Вселенной только после смерти этих первых звезд. Тяжелые элементы рождаются в термоядерных реакциях внутри звезд и при взрывах сверхновых, которые разбрасывают их в межзвездное пространство, откуда они затем попадают в состав новых звездных поколений.
До сих пор у всех изученных звезд обнаруживалось хотя бы небольшое металлическое обогащение — просто в разной степени. Наиболее бедные металлами звезды относят к населению II: их состав настолько «чист», что они могли сформироваться из газа, обогащенного лишь самыми первыми звездами. Ранее ученые узнали, когда Солнце «переехало» на окраины Млечного Пути.
Неожиданная находка
История SDSS J0715-7334 началась почти случайно. Астроном Александр Джи из Чикагского университета вместе со студентами отбирал интересные цели по данным обзора Sloan Digital Sky Survey. В первую же ночь наблюдений второй объект, на который они навели телескоп, оказался именно этой звездой. Изначально планировалось наблюдать ее 10 минут — но в итоге наблюдения продлились три часа.
Детальный анализ показал: состав звезды почти полностью ограничивается водородом и гелием. Ее металличность (содержание элементов тяжелее гелия) составляет всего 0,005% от солнечной — это примерно вдвое ниже, чем у предыдущего рекордсмена по «бедности». Содержание железа в этой звезде примерно в 40 раз ниже, чем у следующего известного самого бедного металлами объекта.
Однако сильнее всего исследователей поразило неожиданно малое содержание углерода. «Углерода так мало, что это наводит на мысль: для ее рождения решающей была ранняя примесь космической пыли. Такой сценарий формирования мы видели лишь однажды», — отмечает Джи.
Почему это важно для понимания ранней Вселенной
В обычных условиях газу нужны элементы вроде углерода или кислорода, чтобы эффективно охлаждаться и сжиматься в звезду. Считается, что самые первые звезды (население III) могли формироваться при охлаждении за счет молекулярного водорода — более «слабого» механизма. Но когда во Вселенной появился углерод, именно он стал главным «охладителем», задавшим доминирующий путь звездообразования.
Химия SDSS J0715-7334 не похожа на след «чисто водородного» охлаждения, характерного для совсем первых звезд. Вместо этого она указывает на редкий промежуточный режим: углерода было слишком мало для привычного канала охлаждения, и тогда коллапсу газа помогли сжаться микроскопические количества космической пыли — «золы», оставшейся после взрывов сверхновых населения III.
Дополнительную интригу создает движение звезды по небу: ее положение и траектория намекают, что она могла происходить не из самого Млечного Пути, а из Большого Магелланова Облака — карликовой галактики-спутника нашей. Если это так, то в Магеллановых Облаках может скрываться множество других ультра-бедных металлами звезд, которые еще ждут своего открытия. Как отмечают исследователи, еще многое предстоит сделать, чтобы понять, что именно происходило в ту далекую эпоху, когда Млечный Путь был молод.
10 космических мифов, в которые пора перестать верить
«Запрещенная» гигантская экзопланета удивила астрономов
Читайте «Мою Планету» в MAX