Охота за доказательствами первых когда-либо существовавших звезд
По мере того, как Вселенная старела, менялся тип звезд, обнаруженных в ней. Тяжелые элементы, такие как железо, образуются в результате реакций, происходящих внутри звезд, и когда у этих звезд в конечном итоге заканчивается топливо и они взрываются как сверхновые, эти более тяжелые элементы распространяются вокруг и включаются в следующее поколение звезд. Таким образом, со временем звезды постепенно приобретали более высокие уровни этих более тяжелых элементов, которые астрономы называют их металличностью.
Это означает, что если бы вы могли оглянуться на самые ранние звезды, родившиеся, когда Вселенная была молода, они бы сильно отличались от сегодняшних звезд. Эти ранние звезды известны как звезды населения III, образовавшиеся, когда Вселенной было меньше 100 миллионов лет, и их поиск был одним из святых Граалей астрономических исследований.
Теперь астрономы, использующие телескоп Gemini North на Гавайях, возможно, впервые идентифицировали обломки этих невероятно ранних звезд. Исследователи посмотрели на очень далекий квазар, яркий центр галактики, и наблюдали за химическим составом облаков вокруг него. Они обнаружили, что этот состав был необычным, с очень высоким соотношением железа и магния. Это указывает на то, что материал мог быть сформирован из очень ранней звезды, которая пережила драматическое событие, называемое сверхновой с парной нестабильностью . Этот теоретический тип сверхновой является чрезвычайно мощным и может случиться с этими ранними звездами с низкой металличностью.
В поисках остатков этих особых сверхновых у исследователей был лучший шанс идентифицировать материал ранних звезд. «Для меня было очевидно, что кандидатом в сверхновую для этого будет сверхновая с парной нестабильностью звезды населения III, в которой вся звезда взрывается, не оставляя после себя никаких остатков», — сказал ведущий автор Юдзуру Ёсии из Токийского университета.заявление . «Я был рад и несколько удивлен, обнаружив, что парная нестабильность сверхновой звезды с массой примерно в 300 раз больше массы Солнца обеспечивает соотношение магния и железа, которое согласуется с низким значением, полученным нами для квазара».
Поиск большего количества этих остатков ранних звезд может помочь нам найти больше примеров и помочь нам узнать, как Вселенная оказалась такой, какой мы ее видим сегодня. «Теперь мы знаем, что искать; у нас есть путь», — сказал соавтор Тимоти Бирс из Университета Нотр-Дам. «Если бы это произошло локально в очень ранней Вселенной, что должно было произойти, то мы ожидали бы найти доказательства этого».
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal .