Ученые нашли в центре Млечного Пути «окаменелость» ранней Галактики возрастом 12,5 миллиарда лет

Данные космических телескопов «Джеймс Уэбб» и «Хаббл» показали, что скопление Терзан 5 в центре Млечного Пути — не обычное шаровое скопление, а сохранившийся фрагмент древней структуры, участвовавшей в формировании галактического центра. В нем нашли звезды, родившиеся в разные эпохи — от 12,5 до 2,5 миллиарда лет назад.

Скопление Терзан 5, расположенное в направлении балджа Млечного Пути — плотной центральной области Галактики, — долго считалось обычным шаровым скоплением. За последние годы, однако, выяснилось, что эта структура сильно отличается от собратьев. В ней обнаружили несколько групп звезд с разным химическим составом и возрастом, что необычно для классических шаровых скоплений.

Химические характеристики Терзан 5 также оказались удивительно похожи на свойства звезд самого балджа. Из-за этого ученые предположили, что перед ними не типичное скопление, а остаток одного из массивных первичных фрагментов, участвовавших в «строительстве» центральной части Галактики миллиарды лет назад.

Как удалось заглянуть внутрь скопления

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Astronomy & Astrophysics, проанализировали данные наблюдений, выполненных с помощью «Уэбба». Он может видеть в инфракрасном диапазоне и лучше «пробивается» сквозь плотные облака пыли. Именно пыль долго мешала детальному изучению Терзан 5. Затем, объединив результаты с архивными данными телескопа «Хаббл», астрономы получили самую качественную диаграмму звездного населения скопления за всю историю наблюдений.

Применив несколько методов очистки данных, исследователи отсеяли посторонние звезды, не связанные с Терзан 5, а после скорректировали влияние межзвездной пыли на наблюдения. Это позволило получить самое четкое на сегодня изображение разных поколений светил внутри системы.

Четыре поколения звезд в одном скоплении

Анализ выявил наличие как минимум двух крупных звездных популяций. Возраст самой старшей из них оценили примерно в 12,5 миллиарда лет, то есть она сформировалась вскоре после Большого взрыва. Вторая группа оказалась моложе: ее возраст составил 4,7 миллиарда лет. Значит, между двумя основными этапами звездообразования прошло почти восемь миллиардов лет.

На этом сюрпризы не закончились. На диаграмме нашли признаки еще одной звездной популяции возрастом около 3,8 миллиарда лет. Еще ученые заметили «голубое перо» — последовательность более ярких и молодых светил. Она указывает на то, что процессы рождения новых звезд продолжались вплоть до периода 2,5 миллиарда лет назад.

Почему это важно

Особенно интересным оказалось распределение этих популяций внутри системы. Чем моложе были звезды, тем сильнее они сосредотачивались ближе к центру скопления. Такая картина хорошо согласуется со сценарием самообогащения: вещество, выброшенное предыдущими поколениями светил, оставалось внутри массивной системы и впоследствии использовалось для формирования новых поколений звезд.

Результаты научной работы делают все менее состоятельной гипотезу о том, что необычные свойства Терзан 5 возникли путем случайного взаимодействия шарового скопления с гигантским газовым облаком. Данные, напротив, показали, что структура была достаточно массивной, чтобы удерживать газ и неоднократно запускать новые вспышки звездообразования на протяжении миллиардов лет.

Терзан 5, судя по всему, представляет собой сохранившийся фрагмент древней структуры, из которой когда-то собирался балдж Млечного Пути. Если гипотеза верна, скопление станет одним из лучших естественных «архивов» ранней истории нашей Галактики. Проверить это помогут дальнейшие наблюдения.