В Млечном Пути обнаружена древняя красная гигантская звезда SMSS J160540.18–144323.1 на расстоянии около 35 000 световых лет от Земли. У неё самые низкие уровни железа среди всех звёзд, исследованных в галактике.
Это значит, что звезда одна из древнейших во Вселенной, возможно, принадлежит второму поколению звезд после того, как… Вселенная возникла 13,8 миллиардов лет назад.
«Эта звезда с невероятно низким уровнем железа, вероятно, образовалась всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Уровень железа в ней в 1,5 миллиона раз ниже, чем у Солнца», — пояснил астроном Томас Нордландер из Центра совершенства ARC для всей астрофизики неба и австралийского национального университета.
Это совсем немного, по сравнению с общим объемом.
Мы можем выяснить возраст звезды, потому что в самой ранней Вселенной отсутствовали металлы. Первые звезды состояли преимущественно из водорода и гелия и считались огромными, горячими и имевшими короткий срок существования. Эти звезды называются Населением III, но мы их никогда не наблюдали.
Звезды получают энергию от ядерного синтеза: ядра атомов лёгких элементов соединяются, образуя более тяжёлые. В небольших звёздах главным образом происходит слияние водорода с гелием. А вот в крупных звездах, например, таких как звезды Population III, предположительно могут образовываться элементы, включая кремний и железо.
Конечная стадия жизни таких звёзд — мощные взрывы сверхновых. В результате этих взрывов звёзды выбрасывают элементы во Вселенную. При формировании новых звёзд эти элементы попадают в них, поэтому количество металла в звезде указывает на время её рождения.
К примеру, известно, что Солнце образует примерно сто тысяч поколений от… Большого взрыва, основываясь на металличности нашей звезды.
Мы обнаружили другие звезды в Млечном Пути с низкой металличностью, что свидетельствует о раннем происхождении Вселенной. Одним из таких объектов является 2MASS J18082002–5104378 B, предыдущий рекордсмен с наименьшим содержанием железа [Fe / H] = −4,07 ± 0,07 — примерно в 11 750 раз меньше металлического, чем у Солнца.
Объект SMSS J160540.18–144323.1 обладает значением [Fe / H] = −6,2 ± 0,2. По словам Нордландера, это примерно в 1,5 миллиона раз меньше металлического.
Возможность изучения звезд Поколения III мала, так как некоторые из них не прожили достаточно долго. Тем не менее, историю таких звезд можно проследить по следам последующих звёзд.
Учёные считают, что звезда, которая подарила SMSS J160540.18–144323.1 железо, имела массу для ранней Вселенной сравнительно небольшую – лишь в 10 раз большую массы Солнца. Это достаточно много, чтобы сформировать нейтронную звезду; после относительно слабой сверхновой команда полагает, что именно это произошло.
Взрыв сверхновой способен спровоцировать быстрый процесс захвата нейтронов, или r-процесс. Это последовательность ядерных реакций, в ходе которых атомные ядра взаимодействуют с нейтронами, синтезируя элементы, более тяжелые, чем железо.
Отсутствовали убедительные доказательства присутствия этих элементов в звезде, что могло свидетельствовать о том, что эти элементы были поглощены погибшей нейтронной звездой. Однако вырвалось достаточно железа, чтобы включить его в состав SMSS J160540.18–144323.1.
Возможно, это был первый представитель второго поколения звезд.
Красный гигант — последняя стадия жизни звезды, которая уже израсходовала свой водород и готовится к синтезу гелия.
Команда полагает, что более глубокое исследование позволит получить больше сведений о звездах населения III. Представьте, какие истории он мог бы поведать, если бы умел говорить.
Исследование было опубликовано в .