Еще одна древняя звезда была найдена в Млечном Пути. Было обнаружено, что на расстоянии около 35 000 световых лет красная гигантская звезда по имени SMSS J160540.18–144323.1 имеет самые низкие уровни железа среди всех звёзд, исследованных в галактике.
Это означает, что это одна из самых старых звезд во Вселенной, вероятно, принадлежащая второму поколению звезд после того, как Вселенная возникла 13,8 миллиардов лет назад.
«У этой невероятно анемичной звезды, которая, вероятно, образовалась всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, уровень железа в ней в 1,5 миллиона раз ниже, чем у Солнца», — объяснил астроном Томас Нордландер из Центра совершенства ARC для всей астрофизики неба. Габариты и австралийский национальный университет.
«Это как одна капля воды в олимпийском бассейне».
И вот как мы можем определить, сколько лет звезде, потому что в самой ранней Вселенной вообще не было металлов. Первые звезды состояли в основном из водорода и гелия и считались очень массивными, очень горячими и очень недолговечными. Эти звезды называются Население III , и мы их никогда не видели.
Звезды «питаются» от ядерного синтеза, где атомные ядра более легких элементов объединяются, чтобы создать более тяжелые. В более мелких звездах это в основном слияние водорода с гелием. Но в более крупных звездах, таких как звезды Population III, считается, что элементы, в том числе кремний и железо, могут быть подделаны.
Когда такие звезды заканчивают свою жизнь захватывающими взрывами сверхновых, они выбрасывают эти элементы во Вселенную. По мере формирования новых звезд в них попадают элементы — и, следовательно, количество металла, содержащегося в звезде, является надежным индикатором того, когда она образовалась.
Например, мы знаем, что Солнце составляет около 100 000 поколений от Большого взрыва, основываясь на металличности нашей звезды.
Но мы нашли другие звезды в Млечном Пути, которые имеют низкую металличность, что указывает на раннее происхождение Вселенной. Одним из таких объектов является 2MASS J18082002–5104378 B , предыдущий рекордсмен с самым низким содержанием железа [Fe / H] = −4,07 ± 0,07 — примерно в 11 750 раз меньше металлического, чем у Солнца.
Но SMSS J160540.18–144323.1 имеет значение [Fe / H] = −6,2 ± 0,2. Как сказал Нордландер, это примерно в 1,5 миллиона раз меньше металлического.
Маловероятно, что какие-либо звезды Населения III выжили достаточно долго, чтобы мы могли их изучить. Но через звезды, которые пришли после, их истории могут быть раскрыты.
Исследователи полагают, что звезда, которая дала SMSS J160540.18–144323.1 свое железо, имела относительно малую массу для ранней Вселенной, всего лишь в 10 раз больше массы Солнца. Это достаточно массивно, чтобы произвести нейтронную звезду; и, после сравнительно слабой сверхновой, команда считает, что это то, что она сделала.
Взрыв сверхновой может вызвать быстрый процесс захвата нейтронов или r-процесс. Это серия ядерных реакций, в которых атомные ядра сталкиваются с нейтронами, чтобы синтезировать элементы, более тяжелые, чем железо.
Не было никаких существенных доказательств этих элементов в звезде, что могло означать, что эти элементы были захвачены обратно мертвой нейтронной звездой. Но достаточно железа вырвалось, чтобы включить его в формирование SMSS J160540.18–144323.1.
Вероятно, это был один из самых первых представителей этого второго поколения звезд.
И это умирает. Это красный гигант, что означает, что звезда находится в самом конце своей жизни, израсходовав последний из своего водорода, прежде чем она переключится на синтез гелия.
Команда считает, что более тщательное изучение может дать еще больше информации о звездах Населения III. Но представьте истории, которые он мог бы рассказать, если бы мог говорить.
Исследование было опубликовано в .