Согласно наиболее широко принятой космологической теории, первые звезды в нашей Вселенной сформировались примерно через 150-1 миллиард лет после Большого взрыва. Со временем эти звезды начали объединяться в шаровые скопления, которые постепенно объединялись, образуя первые галактики, включая наш собственный Млечный путь. Некоторое время астрономы считали, что этот процесс начался для нашей галактики около 13,51 миллиарда лет назад.
В соответствии с этой теорией астрономы полагали, что самые старые звезды во Вселенной были недолговечными массивными, которые с тех пор умерли. Тем не менее, группа астрономов из Университета Джона Хопкинга недавно обнаружила звезду с низкой массой в «тонком диске» Млечного Пути, возраст которой составляет примерно 13,5 миллиардов лет. Это открытие указывает на то, что некоторые из самых ранних звезд во Вселенной могли быть живы и доступны для изучения.
Эта звезда была обнаружена как спутник 2MASS J18082002–5104378, субгиганта, который находится примерно в 1950 световых лет от Земли (в созвездии Ара) и имеет низкое содержание металлов (металличность). Когда это впервые наблюдалось в 2016 году, команда исследователей заметила необычное поведение, которое они приписывали существованию невидимого спутника - возможно, нейтронной звезды или черной дыры.
Ради их исследования, которое недавно было опубликовано в Астрофизический ЖурналКоманда Джона Хопкинса наблюдала эту звездную систему в период с 2016 по 2017 год, используя телескопы Магеллана в обсерватории Лас Кампанас в Чили. После наблюдения спектров из системы им удалось обнаружить присутствие очень слабой вторичной звезды, которая с тех пор получила обозначение 2MASS J18082002–5104378 B.
В сочетании с измерениями радиальной скорости ее первичного источника, которые дали оценки массы, команда определила, что звезда является звездой с малой массой и чрезвычайно низкой металличностью. Основываясь на его низком содержании металлов, они также определили, что ему 13,5 миллиардов лет, что делает его самой старой звездой с ультра-низким содержанием металлов, обнаруженной на сегодняшний день. Это означает, что в космическом плане звезда - это одно поколение, удаленное от Большого взрыва.
Как отметил Кевин Шлауфман - доцент кафедры физики и астрономии и ведущий автор исследования - в пресс-релизе JHU Hub, это была чрезвычайно неожиданная находка. «Эта звезда может быть одна из 10 миллионов», - сказал он. «Это говорит нам кое-что очень важное о первых поколениях звезд».
Хотя в прошлом астрономы обнаружили 30 древних ультраметалых звезд, каждая из которых имела приблизительную массу Солнца. Однако звезда Шлауфман и его команда обнаружили, что масса Солнца составляет всего 14% (что делает его красным карликом М-типа). Кроме того, все ранее обнаруженные звезды сверхнизкой металличности в нашей галактике, как было обнаружено, имеют орбиты, которые обычно выводят их далеко от плоскости галактики.
Однако эта недавно открытая звездная система вращается вокруг нашей галактики по круговой орбите (подобно нашему Солнцу), которая держит ее относительно близко к плоскости. Это открытие ставит под сомнение ряд астрономических соглашений, а также открывает некоторые очень интересные возможности для астрономов.
Например, астрономы давно теоретизировали, что самые ранние звезды, которые сформировались после Большого взрыва (известные как звезды Населения III), состояли бы полностью из самых основных элементов - то есть водорода, гелия и небольших количеств лития. Эти звезды затем произвели более тяжелые элементы в своих ядрах, которые были выпущены во Вселенную, когда они достигли конца своей жизни и взорвались как сверхновые.
Следующее поколение звезд должно было состоять в основном из тех же базовых элементов, но также включало облака этих более тяжелых элементов из звезд предыдущего поколения в свой состав. Эти звезды создали более тяжелые элементы, которые они затем выпустили в конце своей жизни, постепенно увеличивая металличность звезд во Вселенной с каждым последующим поколением.
Короче говоря, астрономы до конца 1990-х годов считали, что все самые ранние звезды (которые были бы массивными и недолговечными) давно вымерли. В последние десятилетия были проведены астрономические симуляции, которые показали, что маломассивные звезды самого раннего поколения все еще могут существовать. В отличие от гигантских звезд, карлики малой массы (например, красные карлики) могут жить до триллионов лет.
Открытие этой новой ультраметалл-бедной звезды не только подтверждает эту возможность, но и указывает на то, что в нашей галактике может быть гораздо больше звезд с очень малыми массами и очень низкой металличностью, которые на самом деле могут быть одними из самых первых звезд Вселенной. , Как указал Шлауфман:
«Если наш вывод верен, тогда могут существовать звезды с малой массой, состав которых состоит исключительно из результатов Большого взрыва. Хотя мы еще не нашли такой объект в нашей галактике, он может существовать ».
Если это правда, это может позволить астрономам изучать, какие были условия вскоре после Большого взрыва и до конца «темных веков». Этот период, который длился примерно до 1 миллиарда лет после Большого взрыва, также является периодом, когда начали формироваться самые ранние звезды и галактики, но все еще недоступен для наших самых мощных телескопов. Но со звездами, выжившими в этот очень ранний период космической эволюции, астрономы могут наконец увидеть окно в эту таинственную эпоху.
Обязательно посмотрите это видео, иллюстрирующее орбиту 2MASS J18082002–5104378 B вокруг Млечного Пути, предоставлено JHU:
