Заглянув к краю видимой Вселенной с некоторыми из самых мощных телескопов в мире, астрономы обнаружили свет от первого поколения звезд, что образовались после Большого Взрыва.
Эти гиганты весили 100 и более масс солнца, но умер молодым. После всего лишь миллиона лет или около того, по сравнению с солнцем по прогнозам десять миллиардов лет жизни, они взорвались, извергая из себя элементы, которые были включены в звезды второго поколения, а затем третье, которое включало наше солнце.
«Это кажется совершенно фантастическим,» говорит астроном и ведущий автор Дэвид Собрал из Университета Лиссабона в Португалии и Лейден обсерватории в Нидерландах. «Мы, наконец, видим, что теоретики предсказывали на протяжении многих лет.»
Собрал и его коллеги не выявили отдельные звезды. Вместо этого, они захватили коллективный свет звезды в галактике CR7, названный в честь португальского футбольного Криштиану Роналду. Они нашли CR7, по наблюдениям выглядевшая необычно ярко галактика в ранней Вселенной, используя телескопы Subaru и Keck на Гавайях. CR7, самая яркая галактика из тех найденных на данный момент, так далеко, что свет начал путешествие к Земле 13 миллиардов лет назад, всего 800 тысяч лет после Большого Взрыва. Подробнее о CR7 и ее древних звездах появится в статье, которую опубликуют в журнале Astrophysical Journal.
Недостающие элементы
В момент после Большого Взрыва, во Вселенной было только три элемента: водород, гелий и самые слабые следы лития. Первые несколько смутно известные звезды под названием —«Население III» были сформирован всего из трех элементов. Ядерный синтез в этих звездах, производил более тяжелые элементы, включая углерод, кислород и азот, которые были выпущены в космос, когда звезды взорвались. Эти элементы были включены во второе и третье поколения звезд и, в конце концов, планет и даже людей.
Мы, наконец, видим, что теоретики предсказывали на протяжении многих лет.
Дэвид Собрал
Когда Собрал и его коллеги внимательно посмотрели на CR7, они обнаружили, что свет от одной части галактики, излучается нагретым водородом. Свет явно шел от звезд, но это было еще не все. «Другая вещь что мы поняли,» говорит Собрал, «это то что был избыток света который мы не могли объяснить.» Таким образом, они пошли на Очень Большой Телескоп в Чили чтобы еще раз взглянуть.
Они обнаружили, что избыток исходит от гелия. Хотя гелий как основной компонент звезд, трудно обнаружить если только звезды не являются невероятно горячими, то есть в свою очередь чрезвычайно большими. Это само по себе не достаточно, чтобы доказать, что звезды принадлежат первому поколению, но астрономам также не удалось обнаружить каких-либо других, более тяжелых элементов.
Если некоторые из звезд в CR7 необычно горячие и не содержат, по меньшей мере некоторые из этих тяжелых элементов, они должны быть от первого поколения, спорят Собрал и его коллеги.
«Доказательства убедительны,» говорит астрофизик Гарварда Ави Лоеб, один из теоретиков, которые прогнозировали, как первое поколение звезд должно выглядеть. «Это дает ценнейшие свидетельства наблюдений на сегодняшний день о звездах, сделанных из первозданных водорода и гелия, оставшихся от Большого Взрыва.»
CR7 имеет скопления звезд, которые не с первого поколения. Это согласуется с теоретическими предсказаниями, отмечает Леб. Современные галактики, включая Млечный Путь, как полагают ученые, собрались из гораздо меньших прото-галактик, которые начали формироваться несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва. CR7, вероятно, на ранних стадиях этого процесса, в котором некоторые части недавно сформировали свои самые первые звезды, а другие уже перешли на второе поколение.
В ближайшие годы, новые мощные телескопы, такие как Космический телескоп Джеймса Уэбба и гигантские телескопы строящийся в Чили и на Гавайях, должны легче выполнять наблюдения и привести к еще более впечатляющим открытиям.
«Я рад, что наши прогнозы проходят проверку» говорит Леб, «но я бьл бы еще счастливее если бы совершенно неожиданно мы обнаружили нечто новое.«