В 16 000 световых годах от Земли нашли одну из старейших звезд во Вселенной

Красный гигант, находящийся на расстоянии 16 000 световых лет от нас, по-видимому, относится ко второму поколению звезд во Вселенной.

Астрономы провели спектральный анализ звезды SPLUS J2104-0049 (полное наименование – SPLUS J210428.01-004934.2), которая расположена в 16 000 световых лет от Земли, и обнаружили в ней экстремально низкое количество тяжелых металлов. Ее состав говорит о раннем происхождении и делает это светило одной из старейших известных звезд во Вселенной. 

Нам кажется, что мы довольно хорошо понимаем, как Вселенная прошла путь от Большого взрыва до богатого звездами периода, который мы переживаем сегодня. Однако первые звезды, которые начали мерцать в первозданной темноте, известные как звезды населения III, остаются загадкой.

Современные процессы звездообразования дают нам некоторые подсказки о том, как образовались эти ранние звезды, но пока мы их не обнаружим, придется основывать свое понимание этих объектов на неполной информации.

Некоторое представление о самом раннем поколении звезд дают нам светила населения II. Это самые древние из известных нам звезд, возраст которых превышает 10 миллиардов лет. Мы можем идентифицировать их по чрезвычайно низкому содержанию таких элементов, как углерод, железо, кислород, магний и литий.

До появления звезд во Вселенной не было тяжелых элементов. Она представляла собой своего рода облачный суп, состоящий в основном водорода и гелия. Когда образовались первые звезды, они должны были состоять именно из этих элементов. Затем в результате процесса термоядерного синтеза в их ядрах образовались более тяжелые элементы. 

Сегодняшние звезды – Население I – имеют самую высокую металличность, а звезды, которые родились, когда Вселенная была очень молодой, имеют очень низкую металличность, причем самые ранние звезды известны как звезды с ультра-низким содержанием металлов (UMP).

Именно одну из этих звезд и нашла группа астрономов во главе с Винисиусом Плакко из Университета Нотр-Дам в Индиане. Самой древней из известных звезд считается SMSS J031300.36-670839.3, находящаяся в созвездии Южной Гидры. Её возраст оценивается в 13,7 миллиардов лет, и он определен на основании состава звезды, который имеет самую низкую известную металличность. Металличность SPLUS J2104-0049 выше, но сопоставима со звездой-рекордсменкой. 

В изученном светиле самое низкое содержание углерода, которое астрономы когда-либо видели в UMP. По словам исследователей, это может дать нам новое важное ограничение для звездной эволюции светил с очень низкой металличностью. 

Чтобы выяснить, как могла образоваться звезда, исследователи провели теоретическое моделирование. Они обнаружили, что химический состав, который можно наблюдать в SPLUS J2104-0049 , характеризуется ультра-низким содержанием углерода и более нормальным распределением других элементов. Это лучше всего может быть объяснено взрывом сверхновой из первого поколения звезд, вещество из которой послужило строительным элементом для SPLUS J2104-0049. Эта ранняя звезда должна была быть в 29,5 раз массивнее Солнца.

Однако в построенной исследователями модели есть один изъян – она предполагает низкое количество кремния в новообразовавшейся звезде, тогда как SPLUS J2104-0049 содержит больше кремния. Ученые отмечают, что для разрешения этого странного несоответствия необходимо искать более древние звезды с похожими химическими свойствами. 

Запланированные новые дальние инфракрасные космические миссии, такие как космический телескоп имени Джеймса Уэбба, могут помочь в поиске таких звезд, которые должны пролить свет на природу светил Населения III.