Астрономы нашли следы самых первых звезд во Вселенной
Первые звезды сгорели, чтобы стать материалом для новых галактик, звезд, планет и наших тел
Астрономы предполагают, что самые первые звезды, вероятно, образовались, когда Вселенной было всего 100 миллионов лет. Сегодня она в сто с лишним раз старше. Первые звезды или звезды Популяции III были огромны. Когда они взорвались как сверхновые, они засеяли межзвездное пространство характерной смесью тяжелых элементов. Но несмотря на десятилетия усердных поисков, до сих пор не было прямых доказательств существования этих первых звезд.
Анализируя изображения квазаров с помощью телескопа Gemini North, астрономы пришли к выводу, что они идентифицировали материал, оставшийся от взрыва звезды первого поколения.
Сверхмассивные сверхновые
Ученым удалось определить состав химических элементов в облаках, окружающих квазар. Состав облаков необычен, в них в 10 раз больше железа, чем магния, по сравнению с соотношением этих элементов, обнаруженным на нашем Солнце. Ученые считают наиболее вероятным объяснением этой особенности, что материал был оставлен звездой первого поколения, которая взорвалась как парно-нестабильная сверхновая. Эти сверхновые никогда не наблюдались, но предполагается, что так кончается жизнь гигантских звезд с массой в 150–250 раз больше солнечной.
В отличие от других сверхновых, такие звезды не оставляют устойчивых звездных остатков, таких как нейтронная звезда или черная дыра. Они выбрасывают весь свой материал в космос. Есть только два способа найти доказательства их существования. Во-первых, такую звезду можно увидеть. Это наилучший способ, но для этого требуется почти невероятное везение. Другой способ — идентифицировать их химическую сигнатуру по материалу, который они выбрасывают в межзвездное пространство.
След звезды
Астрономы изучили результаты предыдущего наблюдения, проведенного 8,1-метровым телескопом Gemini North с использованием спектрографа ближнего инфракрасного диапазона Gemini (GNIRS). Спектрограф позволяет определить какие элементы содержат объекты. Однако определение количества каждого присутствующего элемента является сложной задачей, поскольку яркость линии в спектре зависит от многих других факторов помимо количества элемента. Но ученым удалось решить эту проблему и они увидели соотношение магния и железа, характерное для звезды Популяции III.
«Для меня очевидно, что кандидатом на роль наблюдаемой нами сверхновой будет сверхновая с парной нестабильностью — звезда Популяции III. По нашей оценке масса этой звезды была в 300 раз больше Солнца. Как раз такая масса обеспечивает отношение магния к железу, которое мы получили», — говорит Юдзуру Йоши, ведущий автор статьи.
Открытие потребует тщательной проверки, но если астрономы действительно увидели след парно-нестабильной сверхновой — одной из первых звезд во Вселенной, это открытие многое расскажет о том, как во Вселенной эволюционировала материя, прежде чем она образовала и окружающий нас мир и нас самих.
