Ученые-астрономы впервые представили одно из наиболее весомых подтверждений существования древнейших звезд, когда-либо существовавших во Вселенной. Как предполагается, именно эти объекты инициировали химическое развитие космоса, что стало предпосылкой для формирования галактик, планет и, в конечном счете, возникновения жизни.
На протяжении десятилетий ученые ведут поиски звездного населения III – гипотетического первого поколения звезд, возникших всего через несколько сотен лет после Большого взрыва из вещества, состоявшего преимущественно из водорода и гелия. Несмотря на то, что их часто называют звездами первого поколения, такое наименование может быть не совсем точным.
Иногда они создают упрощенную модель: будто сначала возникли одни звезды, затем из их остатков — другие, а после них — еще одни, последовательно сменяющие друг друга. На самом деле, ситуация намного сложнее. Разграничения между «поколениями» звезд нечеткие: звезды многократно проходили стадии рождения и взрыва, постепенно увеличивая содержание газа тяжелыми элементами.
Следовательно, материал, из которого, к примеру, образовалось Солнце, скорее всего, пережил множество звездных циклов, а не только два. Особенно сильно это характерно для самых массивных первых звёзд: они отличались высокой температурой и имели непродолжительный жизненный цикл, в то время как более лёгкие объекты, возможно, не смогли достичь полноценного горения.
С целью выявления подобных экстремальных условий астрономы использовали космический телескоп «Джеймс Уэбб». В своей научной работе авторы, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, изучили область рядом с одной из самых далеких известных Gn-z11, сформировавшейся всего через несколько сотен лет после рождения Вселенной. Там нашелся необычный источник излучения, спектр которого стал ключом к разгадке.
Отличительной чертой объекта является выраженная линия ионизированного гелия в сочетании с полным отсутствием линий тяжелых элементов, например углерода или кислорода. Подобные линии обычно обнаруживаются почти во всех галактиках, поэтому их отсутствие указывает на крайне необычный характер объекта. К тому же, интенсивность излучения гелия оказалась очень высокой: оно разделилось на две составляющие, что может свидетельствовать о сложной структуре объекта или наличии нескольких компактных областей, где происходит звездообразование.
Рассмотрев другие возможные причины, такие как воздействие черной дыры или появление редких видов звезд, ученые пришли к выводу, что ни одна из этих гипотез не способна одновременно объяснить интенсивное гелиевое излучение и полное отсутствие тяжелых элементов. В результате наиболее вероятным объяснением представляется существование звезд первого поколения – то есть светил, практически лишенных тяжелых элементов и характеризующихся чрезвычайно высокими температурами.
Если предположения, выдвинутые авторами предварительного отчета, оказались точными, то астрономы получили уникальную возможность наблюдать не только удаленный объект, но и сам процесс, тесно сопряженный с «космическим рассветом» – периодом, когда во Вселенной начали формироваться первые источники излучения. Следовательно, данная публикация способствует лучшему пониманию механизма, посредством которого произошло обогащение вещества элементами, и объясняет, как из почти единообразного газа возникло многообразие космических структур, в том числе и тех, что послужили основой для формирования Солнечной системы.