Согласно современным космологическим моделям, Вселенная началась в случае катаклизма, известного как Большой взрыв. Это произошло примерно 13,8 миллиардов лет назад, после чего последовал период расширения и охлаждения. За это время первые атомы водорода образовались в результате объединения протонов и электронов, и родились фундаментальные силы физики. Затем, примерно через 100 миллионов лет после Большого взрыва, начали формироваться первые звезды и галактики.
Формирование первых звезд было также тем, что позволило создать более тяжелые элементы, и, следовательно, формирование планет и всей жизни, как мы ее знаем. Однако до сих пор то, как и когда этот процесс происходил, было в значительной степени теоретическим, поскольку астрономы не знали, где можно найти самые старые звезды в нашей галактике. Но благодаря новому исследованию группы испанских астрономов мы, возможно, только что нашли самую старую звезду в Млечном Пути!
Исследование, озаглавленное «J0815 + 4729: химически примитивная карликовая звезда в галактическом гало, наблюдаемом с Gran Telescopio Canarias», недавно появилось в Астрофизический Журнал Письма. Во главе с Дэвидом С. Агуадо из Института астрофизики Канарских островов (IAC) в состав группы входили члены Университета Ла-Лагуна и Испанского национального исследовательского совета (CSIC).
Эта звезда расположена примерно в 7500 световых лет от Солнца и была обнаружена в гало Млечного пути вдоль линии обзора до созвездия Рыси. Эта звезда, известная как J0815 + 4729, все еще находится в своей основной последовательности и имеет небольшую массу (около 0,7 солнечных масс), хотя, по оценкам исследовательской группы, температура ее поверхности примерно на 400 градусов выше - 6215 К (5942 °). C 10,727 ° F) по сравнению с 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Ради их исследования команда искала звезду с признаками бедности металлом, что указывало бы на то, что она была в основной последовательности в течение очень долгого времени. Сначала команда выбрала J0815 + 4729 из спектроскопического исследования барионного колебания Sloan Digital Sky Survey-III (SDSS-III / BOSS), а затем провела последующие спектроскопические исследования для определения его состава (и, следовательно, его возраста).
Это было сделано с использованием системы спектрографа и визуализации с промежуточной дисперсией (ISIS) на телескопе Уильяма Гершеля (WHT) и оптической системы для получения изображений и комплексной спектроскопии с низким промежуточным разрешением (OSIRIS) на Gran Telescopio de Canarias (GTC), оба из которые расположены в Обсерватории дель Роке де лос Мучачос на острове Ла Пальма.
В соответствии с тем, что предсказывает современная теория, звезда была найдена в галактическом гало - расширенном компоненте нашей галактики, который простирается за пределы галактического диска (видимой части). Именно в этом регионе, как полагают, самые старые и наиболее бедные металлом звезды находятся в галактиках, поэтому команда была уверена, что звезда, восходящая к ранней Вселенной, будет найдена здесь.
Как объяснил Джонай Гонсалес Эрнандес, профессор Университета Ла-Лагуна, член МАК и соавтор статьи, в пресс-релизе МАК:
«Теория предсказывает, что эти звезды могли использовать материал от первых сверхновых, чьи прародители были первыми массивными звездами в галактике, примерно через 300 миллионов лет после Большого взрыва. Несмотря на его возраст и отдаленность от нас, мы все еще можем наблюдать его ».
Спектры, полученные с помощью приборов ISIS и OSIRIS, подтвердили, что в звезде было мало металлов, что указывает на то, что J0815 + 4729 содержит только одну миллионную часть кальция и железа, которые содержит Солнце. Кроме того, команда также заметила, что в звезде содержится больше углерода, чем в нашем Солнце, что составляет почти 15% ее солнечного содержания (то есть относительного содержания ее элементов).
Короче говоря, J0815 + 4729 может быть самой бедной железом и богатой углеродом звездой, известной в настоящее время астрономам. Более того, найти его было довольно сложно, поскольку звезда слаба по яркости и была погребена в огромном количестве архивных данных SDSS / BOSS. Как отметил Карлос Альенде Прието, другой исследователь МАК и соавтор статьи,:
«Эта звезда была спрятана в базе данных проекта BOSS, среди миллиона звездных спектров, которые мы проанализировали, что потребовало значительных наблюдательных и вычислительных усилий. Для обнаружения химических элементов в звезде требуется спектроскопия высокого разрешения на больших телескопах, что может помочь нам понять первые сверхновые и их предшественников ».
В ближайшем будущем команда предсказывает, что спектрографы следующего поколения могут позволить провести дальнейшие исследования, которые позволят узнать больше о химическом содержании звезды. К таким приборам относится спектрограф высокого разрешения HORS, который в настоящее время находится на стадии испытаний на Gran Telescopio Canarias (GTC).
«Обнаружение лития дает нам важную информацию, связанную с нуклеосинтезом Большого взрыва», - сказал Рафаэль Реболо, директор IAC и соавтор газеты. «Мы работаем над спектрографом высокого разрешения и широкого спектрального диапазона, чтобы измерить детальный химический состав звезд с уникальными свойствами, такими как J0815 + 4719».
Эти будущие исследования, несомненно, будут благом для астрономов и космологов. Помимо возможности изучать звезды, которые образовались, когда Вселенная еще находилась в зачаточном состоянии, они могли дать новое понимание ранних стадий Вселенной, образования первых звезд и свойств первых сверхновых. Другими словами, они поставили бы нас на шаг ближе к пониманию того, как Вселенная, какой мы ее знаем, формировалась и развивалась.
