Идентификация звезд-членов с низкой металличностью в БМО. Фото: Природная астрономия (2024 г.). DOI: 10.1038/s41550-024-02223-w
Первое поколение звезд изменило Вселенную. Внутри их ядер простой водород и гелий слились в радугу элементов. Когда эти звезды умерли, они взорвались и разнесли эти новые элементы по вселенной. Железо, текущее в ваших венах, кальций в ваших зубах и натрий, питающий ваши мысли, — все это родилось в сердце давно умершей звезды.
Никто не смог найти ни одну из звезд первого поколения, но ученые объявили об уникальной находке: звезда второго поколения, которая первоначально образовалась в галактике, отличной от нашей.
«Эта звезда открывает уникальное окно в очень ранний процесс формирования элементов в галактиках, отличных от нашей», — сказал Анируд Чити, научный сотрудник Чикагского университета и первый автор статьи, в которой объявляются результаты. «Мы создали представление о том, как выглядят эти звезды, которые были химически обогащены первыми звездами в Млечном Пути, но мы еще не знаем, уникальны ли некоторые из этих сигнатур или же в других галактиках все происходило аналогичным образом. .»
Статья была опубликована 20 марта в журнале Nature Astronomy.
«Рыболовные иголки из стога сена»
Чити специализируется на так называемой звездной археологии: реконструкции того, как самые ранние поколения звезд изменили Вселенную. «Мы хотим понять, каковы были свойства этих первых звезд и какие элементы они производили», — сказал Чити.
Но непосредственно увидеть эти звезды первого поколения, если таковые вообще остались во Вселенной, пока никому не удалось. Вместо этого Чити и его коллеги ищут звезды, образовавшиеся из пепла того первого поколения.
Это тяжелая работа, ведь даже звезды второго поколения сейчас невероятно древние и редкие. Большинство звезд во Вселенной, включая наше собственное Солнце, возникли в результате десятков и тысяч поколений, каждый раз накапливая все больше и больше тяжелых элементов.
«Возможно, менее одной из 100 000 звезд Млечного Пути является одной из звезд второго поколения», — сказал он. «Вы действительно вылавливаете иголки из стога сена».
Но оно того стоит, чтобы получить снимки того, как выглядела Вселенная в прошлом. «В своих внешних слоях эти звезды сохраняют элементы вблизи того места, где они сформировались», — объяснил он. «Если вы сможете найти очень старую звезду и узнать ее химический состав, вы сможете понять, каким был химический состав Вселенной там, где эта звезда сформировалась миллиарды лет назад».
Тенденции содержания элементов в звездах БМО в сравнении с Млечным Путем и карликовой галактикой Скульптор. Фото: Природная астрономия (2024 г.). DOI: 10.1038/s41550-024-02223-w
Интригующая странность
Для этого исследования Чити и его коллеги нацелили свои телескопы на необычную цель: звезды, составляющие Большое Магелланово Облако.
Большое Магелланово Облако — это яркая полоса звезд, видимая невооруженным глазом в Южном полушарии. Теперь мы думаем, что когда-то это была отдельная галактика, захваченная гравитацией Млечного Пути всего несколько миллиардов лет назад. Это делает ее особенно интересной, поскольку ее самые старые звезды образовались за пределами Млечного Пути, что дает астрономам возможность узнать, все ли условия в ранней Вселенной выглядели одинаково или были разными в других местах.
Ученые искали доказательства существования этих особенно древних звезд в Большом Магеллановом Облаке и каталогизировали десять из них, сначала с помощью спутника Gaia Европейского космического агентства, а затем с помощью Магелланова телескопа в Чили.
Одна из таких звезд тут же выскочила как диковинка. В ней было гораздо меньше тяжелых элементов, чем в любой другой звезде, которую когда-либо видели в Большом Магеллановом Облаке. Это означает, что она, вероятно, образовалась после первого поколения звезд, поэтому еще не накопила более тяжелые элементы в ходе повторяющихся рождений и смертей звезд.
Составляя карту его элементов, ученые были удивлены, обнаружив, что в нем содержится намного меньше углерода, чем в железе по сравнению с тем, что мы видим в звездах Млечного Пути.
«Это было очень интригующе и предполагает, что, возможно, увеличение количества углерода в самом раннем поколении, как мы видим в Млечном Пути, не было универсальным», — сказал Чити. «Нам придется провести дальнейшие исследования, но они позволяют предположить, что от места к месту существуют различия.
«Я думаю, что мы дополняем картину того, как выглядел ранний процесс обогащения элементами в различных средах», — сказал он.
Их результаты также подтвердили другие исследования, которые предположили, что на раннем этапе Большое Магелланово Облако образовало гораздо меньше звезд по сравнению с Млечным Путем.
Чити в настоящее время возглавляет программу визуализации, цель которой — нанести на карту большую часть южного неба и найти самые ранние звезды. «Это открытие предполагает, что в Большом Магеллановом Облаке должно быть много таких звезд», — сказал он. «Очень интересно открывать звездную археологию Большого Магелланова Облака и иметь возможность так подробно составить карту того, как первые звезды химически обогащали Вселенную в различных регионах».
Информация от: Чикагским университетом
