АСТРОНОМЫ УСПЕХАЮТ В НАХОЖДЕНИИ "ПЕРВЫХ ЗВЕЗД" СПУСТЯ МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ ПОСЛЕ ИХ УПАДКА
Исследование, проведенное аспирантом Сидзя Цаем и его коллегами из Тяньцзиньского университета, открывает новые горизонты в изучении ранней истории Вселенной. Они обнаружили галактику, сформировавшуюся около 11 миллиардов лет назад, которая, по-видимому, является "безметальной" и может содержать звезды первого поколения (Pop III), что вызывает вопросы о нашем понимании процесса звездообразования.
История открытия начинается с необходимости понять, что представляют собой звезды Pop III. Эти звезды считаются первой генерацией звезд, которые возникли в ранней Вселенной. Главной их особенностью является отсутствие "металлов" — в астрофизическом смысле это любые элементы, кроме водорода и гелия. Металлы формируются только в звездах или в результате их взрывов (суперновых). Следовательно, звезды первого поколения по определению не могут содержать более тяжелые элементы.
Космологи на протяжении нескольких десятилетий искали примеры таких звезд, сосредотачиваясь на пределах эпохи реновации — периода до 1 миллиарда лет после Большого взрыва, когда, по предположениям, должны были формироваться первые звезды.
ГАЛАКТИКА MPG-CR3: НОВОЕ ОТКРЫТИЕ
Однако авторы исследования были удивлены, обнаружив галактику MPG-CR3 (или просто CR3), которая образовалась примерно на 2 миллиарда лет позже. В это время множество звезд уже успели родиться и погибнуть, загрязнив соседние облака газа и пыли "металлами". Тем не менее, данные, собранные с помощью телескопов James Webb Space Telescope (JWST), Very Large Telescope (VLT) и Subaru, показали, что спектр CR3 был уникальным для этого периода. Он продемонстрировал чистые линии водорода и гелия, но почти полное отсутствие таких элементов, как кислород. Уровень металличности звезд в этой галактике составляет всего 0,7% от уровня металличности нашего Солнца.
Что более примечательно, галактика CR3 действительнo молода: ей всего около 2 миллионов лет. Мы можем наблюдать ее в таком молодом состоянии благодаря расширению пространства-времени. Кроме того, CR3 оказывается относительно "бездыханной" и содержит небольшие звезды по сравнению с другими галактиками того времени, которые обычно имеют массивные звезды.
ПУТЬ К ПОНИМАНИЮ
Однако в данных по CR3 отсутствует важная характеристика, которая обычно указывает на наличие звезд Pop III, а именно — линия эмиссии гелия II (He II). Хотя эта линия не была обнаружена в спектральных данных VLT, авторы исследования предложили две возможные причины. Во-первых, мощная линия эмиссии OH из другого источника может затушить сигнал He II. Во-вторых, могло произойти уменьшение амплитуды сигнала He II сразу после формирования звезды.
Таким образом, возникает вопрос: как эта галактика смогла избежать "загрязнения" металлами от звезд, образовавшихся миллиарды лет назад? Авторы предполагают, что это связано с расположением CR3. Галактика находится в области с низкой плотностью (так называемой "недостаточной областью"), что позволило ей сформировать первую генерацию звезд без воздействия металлов из соседних активных звездных областей.
Хотя для подтверждения этого открытия требуется больше данных, положительное решение о том, что CR3 может быть первой галактикой с звездами Pop III, станет значительным достижением для астрономов, позволяющим легче изучать первую звездообразование в атмосфере ранней Вселенной. Космологи будут с интересом ждать дальнейших результатов, чтобы завершить картину ранней астрономической эволюции.
