|
Астрономы наконец-то нашли первые звезды во Вселенной
|
|
|
|
В астрономии элементы, отличные от водорода и гелия, называются металлами. Хотя это может заставить вашего школьного учителя химии съежиться, для астрономов это имеет смысл. Два самых легких элемента первыми появились во Вселенной. Они являются атомными остатками Большого взрыва и составляют более 99% атомов во Вселенной. Все остальные элементы, от углерода до железа и золота, были созданы в результате астрофизических процессов. Такие вещи, как ядерный синтез в звездных ядрах, взрывы сверхновых и столкновения белых карликов и нейтронных звезд. Поскольку подобные астрофизические события происходили на протяжении всей истории Вселенной и продолжают происходить, доля металлов во Вселенной со временем увеличивалась. Из-за этого один из способов, которым мы классифицируем звезды, — это количество металлов, которые мы видим в их спектрах. Это известно как металличность звезды. По металличности астрономы делят звезды на три широкие группы.
|
|
|
|
Звезды населения I, как и наше Солнце, содержат наибольшее количество металлов. Как правило, это самые молодые звезды, и у них, скорее всего, есть планетные системы. Звезды населения II содержат меньше металлов. Это более старое население, поэтому большинство из них — красные карлики. В прошлом было много крупных звезд населения II, но они давно умерли, оставив после себя белые карлики и нейтронные звезды. Остатки облаков этих мертвых звезд служили сырьем, из которого сформировались звезды Населения I. Оба этих типа звезд наблюдались в Млечном Пути и других галактиках. Но есть третья популяция, которую мы никогда не видели. Звезды населения III были бы действительно древними. Они были бы первыми звездами, появившимися во Вселенной, в которых почти не было металлов. Без более тяжелых элементов, увеличивающих их плотность, звезды населения III должны были быть монстрами.
|
|
|
Яркие голубые водородно-гелиевые звезды в сотни раз массивнее нашего Солнца. У них была бы очень яркая, но очень короткая жизнь. Звезды-прабабушки, запустившие в космос первые металлы с их насильственной, взрывной кончиной. Все они исчезли задолго до образования нашего солнца. Но благодаря конечной скорости света, чем глубже мы смотрим в космос, тем дальше в прошлое мы можем заглянуть. Итак, астрономы изучили некоторые из самых далеких галактик в поисках свидетельств существования этих первых звезд. Теперь, когда космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) подключен к сети, они получают потрясающий вид на невероятно далекие галактики. И, согласно недавнему исследованию, одна команда, возможно, впервые увидела звезды населения III.
|
|
|
|
Команда изучила спектральные линии из области вблизи галактики, известной как GN-z11. Это одна из самых далеких когда-либо наблюдаемых галактик с красным смещением около z = 10,6, а это означает, что мы видим ее в то время, когда Вселенной было всего 400 миллионов лет. Это все еще после того, как, вероятно, сформировались самые первые звезды, поэтому большая часть галактики, вероятно, состоит из звезд населения II. Но звезды населения III могли все еще формироваться в газовом гало, окружающем галактику. Спектральные линии из этой области гало показывают сильную линию HeII 1640, тип линии, излучаемой гелием, когда он очень горячий. Обычно такой горячий межзвездный газ будет иметь яркие линии от «металлических» элементов, но в этом регионе их нет. Таким образом, область HeII выглядит как смесь газообразного водорода и гелия, которая была сильно ионизирована… чем-то.
|
|
|
|
Одна из возможностей состоит в том, что область гало может нагреваться активными галактическими ядрами (АЯГ) в центре GN-z11, но предполагаемая температура газа гало и его расстояние от галактики на самом деле не соответствуют модели АЯГ. Другая альтернатива состоит в том, что область была ионизирована массивными звездами населения III. Основываясь на уровне ионизации, эти звезды должны были быть примерно в 500 раз массивнее Солнца, которое находится в гипотетическом диапазоне масс звезд PopIII. Этого исследования недостаточно, чтобы доказать наличие звезд населения III, но это убедительный аргумент. Нам нужно больше наблюдений за этими далекими галактиками. И благодаря JWST мы начинаем их получать.
|
|
|
|
Источник
|
