Современные звезды разнообразны по составу, но как выделить старые звёзды от ещё более древних? Металличность у них одинаково низкая. Чтобы изучить историю образования звёзд во Вселенной, нужно искать самые древние светила. Авторам нового исследования удалось обнаружить отличительную черту таких звёзд в нашей Галактике.
Мы знаем, где искать древние звезды — в сверхтусклых карликовых галактикахСпутники Млечного Пути сформировались более 12 миллиардов лет назад. Звезды в них отличаются крайне низкой металличностью с соотношением железа к водороду от минус двух до минус трех. У некоторых звёзд металличность ещё ниже — около минус четырех.
После эпохи реионизации в сверхтусклых карликовых галактиках звездообразование прекратилось. Звезды с низкой металличностью чрезвычайно долгоживущие, поэтому химический состав таких галактик практически не изменился. Недостаток данных связан с тем, что эти звезды удалены от нас и обладают крайне малой светимостью. Наши приборы способны различить лишь некоторые из них — самые яркие холодные красные гиганты — а это только на пределе возможностей. Такая выборка оказывается нерепрезентативной.
Нам нужны звёзды, как в старых галактиках, но ближе к нам. Млечный Путь образовался слиянием подобных скоплений. Древние звёзды летают даже около центра Млечного Пути, но их проще найти в гало Галактики. Сложность в том, что и молодые звёзды гало отличаются низкой металличностью. Исследователи из Массачуссетского технологического института (США) нашли решение.
В новой работе, результаты которой опубликованы в журнале Ежемесячные известия Королевского астрономического общества Астрономы изучили шесть звезд из гало с крайне низкой металличностью, проведя дополнительные наблюдения для точного измерения содержания элементов. Полученные данные сопоставили с данными других обзоров.
Авторы исследования, сравнивая показатели шести отобранных звезд со звездами гало и карликовых галактик, выделили характеристику, отличающую древние звезды: содержание стронция и бария. Особый вес имеет соотношение стронция к водороду [Sr/H], которое должно быть ниже минус 4,5. По этим двум элементам можно определить действительно древние звезды.
Для проверки выводов учёные изучили движение этих объектов по данным обзора «Гайя». Все объекты перемещаются в сторону, противоположную вращению Галактики. Это указывает на то, что они не образовались здесь, а присоединились к Млечному Пути в результате слияния древнего скопления. Три звезды располагаются в разных точках гало на расстоянии около 30 тысяч световых лет от нас. В сравнении: диаметр диска Млечного Пути — примерно 100 тысяч световых лет.
Авторы предлагают называть такие объекты звёздами из «малых захваченных звёздных систем». Учёные допускают возможность наличия среди них светильников с большим содержанием стронция, однако это увеличит риск их принятия за родственные объекты гало.
Исследователи обнаружили в гало ещё 61 звезду с низким содержанием стронция, изучив другие обзоры и исследования. По составу этих звёзд следует, что в первых SASS, «поглощённых» Галактикой, не было так много сверхновых.
Сверхновые производили различное количество и виды элементов, но при этом являлись разнообразными. Следовательно, в ранней Вселенной формировалось большинство, а возможно и все химические элементы, пусть и в небольшом количестве.