Маленькая галактика, кружащая вокруг Млечного Пути, может быть окаменелостью, оставшейся от ранней Вселенной.
Звезды в галактике, известной как Segue 1, практически чисты с меньшим количеством тяжелых элементов, чем звезды любой другой известной галактики. Такое небольшое количество звезд (примерно 1000 по сравнению с 100 миллиардами Млечного пути) с таким небольшим количеством тяжелых элементов означает, что карликовая галактика, возможно, перестала развиваться почти 13 миллиардов лет назад.
Если это правда, Segue 1 может предложить окно в раннюю вселенную, открывая новые эволюционные пути среди галактик в ранней Вселенной.
Только водород, гелий и небольшой след лития появились в результате Большого взрыва почти 13,8 миллиардов лет назад, оставив молодую вселенную, которая была практически чистой. Со временем цикл рождения и смерти звезды произвел и рассеял более тяжелые элементы (часто называемые «металлами» в астрономических кругах), прививая семена, необходимые для каменистых планет и разумной жизни.
Чем старше звезда, тем меньше она была загрязнена при рождении, и тем меньше металлов сегодня покрывает поверхность звезды. Таким образом, элементы, обнаруживаемые в спектре звезды, дают ключ к пониманию поколений звезд, которые предшествовали рождению звезды.
Например, Солнце богато металлами, примерно 1,4% его массы состоит из элементов, более тяжелых, чем водород и гелий. Он образовался всего 4,6 миллиарда лет назад - две трети пути от Большого взрыва до наших дней - и возник из множества поколений более ранних звезд.
Но три звезды, видимые в Сеге 1, имеют железное изобилие, которое примерно в 3000 раз меньше, чем железо Солнца. Или, если использовать правильный жаргон, эти три звезды имеют металличность ниже [Fe / H] = -3,5.
Исследователи во главе с Анной Фребель из Массачусетского технологического института сообщают, что в Астрофизическом журнале Segue 1 «может быть первой уцелевшей галактикой, которая пережила только один всплеск звездообразования».
Мало того, что низкое химическое содержание предполагает, что эта галактика состоит из чрезвычайно старых звезд, но они дают дразнящие подсказки о типах взрывов сверхновых, которые помогли создать эти звезды. Когда звезды с большой массой взрываются, они рассеивают смесь элементов; Но когда звезды малой массы взрываются, они почти исключительно рассеивают железо.
Недостаток железа говорит о том, что звезды в Segue 1 являются продуктами звезд с высокой массой, которые взрываются гораздо быстрее, чем звезды с низкой массой. Кажется, что Segue 1 подвергся быстрому взрыву звездообразования вскоре после формирования галактики в ранней вселенной.
Кроме того, шесть наблюдаемых звезд показывают одни из самых низких уровней элементов захвата нейтронов, когда-либо найденных, с примерно на 16 000 элементов меньше, чем на Солнце. Эти элементы создаются внутри звезд, когда атомное ядро захватывает дополнительный нейтрон. Таким образом, низкий уровень указывает на отсутствие повторного звездообразования.
Segue 1 быстро сгорел в первом поколении звезд. Но после того, как молодая галактика произвела второе поколение звезд, она полностью перекрыла звездообразование, оставаясь реликтом ранней вселенной.
Полученные данные позволяют предположить, что среди галактик в ранней Вселенной может быть большее разнообразие эволюционных путей, чем предполагалось ранее.
Но прежде чем мы сможем сделать какие-то радикальные заявления, «нам действительно нужно найти больше этих систем», - сказал Фребель в пресс-релизе. Альтернативно, «если мы никогда не найдем другого, это скажет нам, как редко галактики терпят неудачу в своей эволюции. Мы просто не знаем на данном этапе, потому что это первый в своем роде ».
Статья будет опубликована в Астрофизическом журнале и доступна для скачивания здесь.
