В непосредственной близости от Млечного Пути зафиксированы объекты, позволяющие заглянуть на 13 миллиардов лет назад: звезды, в основном состоящие из водорода и гелия. Подобные звезды сформировались в самом начале существования Вселенной, после Большого взрыва. Изучение этих звезд предоставляет возможность понять, как формировались галактики, наблюдения за которыми в ранней Вселенной стали возможны благодаря обсерватории «Джеймс Уэбб.
Согласно современным космологическим моделям, первые атомы сформировались спустя несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва. Изначально это были атомы водорода – элемента с наипростейшей структурой: один протон и один электрон. На данный момент он по-прежнему является основным компонентом известной нам материи во Вселенной. Все остальные элементы, представленные в периодической таблице Менделеева, являются продуктом миллиардов лет развития космоса. Образование более сложных атомов происходит в ходе ядерного синтеза внутри звёзд, во время взрывов сверхновых, столкновений нейтронных звёзд и других процессов, сопровождающихся выделением огромного количества энергии.
Вначале, когда формировались первые звезды и галактики, они состояли в основном из водорода с небольшим количеством гелия. Астрономы называют это состояние «низкой металличностью». В астрономии под «металлами» подразумевают все элементы, более тяжелые, чем водород и гелий. Это позволяет ученым проводить различие между условиями, существовавшими в ранней Вселенной, и современными.
В настоящее время новые звезды формируются из газовых облаков, содержащих различные тяжелые элементы. Таким образом, чем меньше в составе звезды «металлов», тем больше ее характеристики соответствуют первым звездам, появившимся в ранней Вселенной.
Недавно астрономы из Германии и США выявили подобные звезды на Магеллановом Мосту — области, соединяющей Большое и Малое Магеллановы Облака. Этот межгалактический «перешеек» находится на удалении около 180 тысяч световых лет от Земли и имеет протяженность примерно в 75 тысяч световых лет. По мнению исследователей, это явление связано с воздействием небольших галактик.
«Мост» преимущественно состоит из водорода и характеризуется крайне низкой степенью металличности. Благодаря этому он представляет собой уникальную космическую лабораторию, позволяющую исследовать условия, существовавшие в ранней Вселенной – своеобразное «окно» в далёкое прошлое. Внутри этого вещества можно наблюдать множество звёзд. Среди них учёные выявили две особенно массивные: MBO2 и MBO3. Их масса в десятки раз превышает массу Солнца. Астрономы отмечают, что подобные небесные тела играют значительную роль в развитии галактик, поскольку их интенсивное ультрафиолетовое излучение и звездные ветры оказывают существенное воздействие на окружающую среду.
Благодаря космическому телескопу «Хаббл» ученым удалось определить концентрацию железа в составе этих звезд. Информация о полученных данных представлена в научной статье, доступной на сервере препринтов arXiv. Анализ показал, что содержание тяжелых элементов в MBO2 на порядок меньше, чем в Солнце. В MBO3 этот показатель и вовсе незначителен – всего 3,6 процента от массы, характерной для Солнца. По мнению ученых, эти звезды можно отнести к числу наиболее дефицитных по содержанию тяжелых элементов среди известных на сегодняшний день. При этом в MBO3 зафиксировано аномально высокое количество других элементов, таких как кислород и магний. Это свидетельствует о неравномерности химического состава Магелланова Моста.
Ученые акцентируют внимание на важности этих измерений для более глубокого изучения ранней Вселенной. Благодаря космической обсерватории «Джеймс Уэбб» и другим современным телескопам, стало возможным наблюдать галактики, существовавшие всего через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва. Для корректной интерпретации спектра излучения, достигающего нас от этих галактик, требуются максимально точные сведения о химическом составе их звезд, поскольку неверная оценка концентрации «металлов» может повлечь за собой неверные заключения.