Астрономы обнаружили самую «чистую звезду» во Вселенной

Фото из открытых источников

Группа астрономов полагает, что, возможно, обнаружила самую «чистую» звезду во Вселенной на сегодняшний день. По мнению группы, газ, образовавший эту звезду, мог произойти от неуловимой звезды «населения III» — самых ранних звёзд во Вселенной. Новое исследование размещено на сервере препринтов arXiv.

Звёзды населения III — так мы называем первые звёзды Вселенной, которые образовались из первичного водорода и гелия и, как считается, практически не содержат тяжёлых металлических элементов. Хотя мы никогда их не наблюдали, модели показывают, что они, вероятно, очень большие и очень горячие.

«Массивные звёзды населения III могли достигать температуры в 100 000 кельвинов — более чем на 90 000 градусов выше температуры Солнца», — поясняет НАСА. «Чем горячее объект, тем больше электромагнитного излучения (света) он испускает и тем выше энергия этого излучения. Звёзды населения III могли быть намного ярче Солнца, испуская в основном высокоэнергетический ультрафиолет, а не видимый свет».

Не является загадкой, почему мы не видели ни одной из этих звезд населения III, и главная причина в том, что мы отделены от них временем.

«Первые звёзды образовались из первозданного газа, что сделало их настолько массивными, что ни одна из них, как ожидается, не дожила до наших дней», — поясняется в новой статье, которая ещё не прошла рецензирование. «Если бы их прямые потомки были звёздами достаточно малой массы, они могли бы существовать сегодня и были бы узнаваемы по самой низкой металличности (обилию элементов тяжелее гелия)».

Наблюдая за различными звёздами в космосе, астрономы обнаружили звёзды с очень низким содержанием металлов. До сих пор самая бедная металлами звезда находилась в толстом диске Млечного Пути с общей металличностью (Z) 1,4 × 10⁻⁶ . Но, изучив SDSS J0715-7334, красный гигант, расположенный в нашей галактике, они обнаружили, что её металличность значительно ниже.

«Мы обнаружили, что J0715−7334 — самая бедная металлами звезда из известных, с Z < 7,8 × 10−7», — поясняют исследователи в своей статье. «Это примерно в два раза беднее металла, чем у предыдущего рекордсмена, J1029+1729».

Особенно интересно в этой звезде то, что у неё крайне низкое содержание углерода. Другие звёзды с низким содержанием металлов имеют «увеличенное содержание углерода», но не J0715−7334.

«Подробный химический состав самых бедных металлами звёзд можно связать со свойствами безметалльных звёзд населения III с помощью моделей нуклеосинтеза сверхновых. J0715−7334 — особенно чистый образец населения III, поскольку его удалённая гало-орбита полностью исключает значительное загрязнение поверхности межзвёздной средой, а его обширная конвективная оболочка устраняет любые эффекты диффузионного осаждения», — поясняет группа. «В целом, эта звезда лучше всего объясняется звездой-прародительницей с массой 30 [масс Солнца] и высокой энергией взрыва около 5 × 10 51  эрг».

Хотя это не прямое обнаружение звезды третьей популяции, команда полагает, что она образовалась из первозданного газа одной из таких звёзд, что делает её «практически первозданной» звездой. Прослеживая её происхождение, они полагают, что она возникла в расположенном неподалёку (в космических масштабах) Большом Магеллановом Облаке.

«Запуск космического телескопа имени Джеймса Уэбба привёл к серии открытий галактик с высоким красным смещением, крайне бедных металлами. Утверждается, что верхний предел металличности составляет всего лишь [Z/H] < −3. Это, несомненно, интересные объекты, но ограничения по металличности всё ещё на порядок ниже, чем обоснованные заявления об обнаружении звёзд населения III», — заключает группа. «Наименьшее измеренное на данный момент отношение [OIII]/Hβ составляет < 0,2215, но у галактики с такой же металличностью, как у J0715−7334, [OIII]/Hβ было бы < 0,0116. Таким образом, чтобы показать, что эти галактики с большим красным смещением не относятся к галактикам населения II, состоящим из звёзд, подобных J0715−7334, необходимы как минимум в 10 раз лучшие отношения сигнал/шум. Поиск звёзд населения III продолжается».