Астрономы обнаружили одну из самых старых звезд во Вселенной

Согласно анализу химического состава красного гиганта, он содержит элементы, образовавшиеся в процессе жизни и смерти всего лишь одного поколения звезд — самого первого, пишет Science Alert.

Поэтому с его помощью ученые могли бы даже найти первое поколение звезд, ни одна из которых еще не была открыта. Кроме того, исследователи провели свой анализ с помощью фотометрии, метода, который измеряет интенсивность света, тем самым предлагая новый способ поиска столь древних объектов.

"Мы хотим сообщить об открытии SPLUS J210428.01−004934.2 (далее SPLUS J2104-0049) — безметалловой звезды, обнаруженной с помощью узкополосной фотометрии S-PLUS и подтвержденной спектроскопией среднего и высокого разрешения", — заявили исследователи в своей статье.

И хотя иногда ученым кажется, что они довольно хорошо понимают, как Вселенная эволюционировала от Большого взрыва до звездного великолепия, которое мы знаем и любим сегодня, первые звезды, которые зародились в первозданной темноте, известные как звезды населения III, остаются загадкой.

"Современные процессы звездообразования предоставляют нам некоторые подсказки о том, как эти ранние звезды вместе формировались, но пока мы их не найдем, мы основываем наше понимание на неполной информации", — отметили специалисты.

Классификация звездных популяций включает население I, население II и гипотетическое населения III. Среди них поколение, которое сразу же сменило население III, пожалуй, является наиболее интересным, поскольку они ближе всего по составу к населению III.

Исследователи могут идентифицировать их по крайне малому количеству элементов, таких как углерод, железо, кислород, магний и литий, обнаруженных путем анализа спектра света, который содержит химические отпечатки содержащихся в излучаемой звезде элементов.

А все из-за того, что до появления звезд тяжелых элементов не существовало, Вселенная была своего рода туманным супом, состоящим в основном из водорода и гелия. Однако в результате процесса термоядерного синтеза в ядрах звезд образовались более тяжелые элементы. 

Сначала водород плавится в гелий, затем гелий в углерод и так далее вплоть до железа, в зависимости от массы звезды (у самых маленьких не хватает энергии, чтобы сплавить гелий в углерод и закончить свое существование, когда они достигнут этой точки). 

Даже у самых массивных звезд не хватает энергии, чтобы сплавить железо. Когда их ядро полностью состоит из него, они превращаются в сверхновые. 

Эти колоссальные космические взрывы извергают весь этот расплавленный материал в близлежащий космос. Кроме того, взрывы настолько сильны, что вызывают серию ядерных реакций, в результате которых образуются еще более тяжелые элементы, такие как золото, серебро, торий и уран. Молодые звезды, которые затем формируются из облаков, содержащих эти материалы, имеют более высокую металличность, чем звезды, которые появились раньше. 

Сегодняшние звезды — население I, имеют самую высокую металличность. Это означает, что в конечном итоге новые звезды не смогут образоваться, поскольку запас водорода во Вселенной ограничен. 

А звезды, родившиеся, когда Вселенная была очень молодой, наоборот имеют невероятно низкую металличность (самые ранние звезды известны как звезды с ультранизким содержанием металла или звезды UMP (англ. ultra-metal-poor). Эти UMP считаются настоящими звездами населения II, обогащенными материалом только от одной сверхновой звезды населения III. 

Используя фотометрический исследование под названием S-PLUS, группа астрономов во главе с NOIRLab Национального научного фонда определила SPLUS J210428-004934, и хотя у нее нет самой низкой металличности, она имеет среднюю металличность для звезды UMP, а также самое низкое содержание углерода, которое астрономы когда-либо видели в звездах с ультранизким содержанием металла. 

Чтобы выяснить, как могла образоваться SPLUS J210428-004934, эксперты провели теоретическое моделирование. Они обнаружили, что химический состав звезды, учитывая ее низкоуглеродистость и более-менее нормальное содержание других элементов в звезде UMP, мог образоваться на обломках сверхновой звезды населения III, в 29,5 раз превышающей массу Солнца. 

"Дополнительные звезды UMP, идентифицированные с помощью фотометрии S-PLUS, значительно улучшат наше понимание звезд населения III и дадут возможность найти безметалловую маломассивную звезду, все еще живущую в нашей Галактике", — заключили ученые.