Астрономи виявили одну з найстаріших зірок у Всесвіті

Згідно з аналізом хімічного складу червоного гіганта, він містить елементи, що утворилися в процесі життя і смерті всього лише одного покоління зірок — найпершого, пише Science Alert.

Тому з його допомогою вчені могли б навіть знайти перше покоління зірок, жодна з яких ще не була відкрита. Крім того, дослідники провели свій аналіз за допомогою фотометрії, методу, який вимірює інтенсивність світла, тим самим пропонуючи новий спосіб пошуку настільки древніх об'єктів.

"Ми хочемо повідомити про відкриття SPLUS J210428.01-004934.2 (далі SPLUS J2104-0049) — неметалевої зірки, виявленої за допомогою вузькосмугової фотометрії SPLUS і підтвердженої спектроскопією середнього і високого дозволу", — заявили дослідники у своїй статті.

І хоча іноді вченим здається, що вони досить добре розуміють, як Всесвіт еволюціонував від Великого вибуху до зоряної пишноти, яку ми знаємо і любимо сьогодні, перші зірки, які зародилися в первозданній темряві, відомі як зірки населення III, залишаються загадкою.

"Сучасні процеси зореутворення надають нам деякі підказки про те, як ці ранні зірки разом формувалися, але поки ми їх не знайдемо, ми формуємо наше розуміння на неповній інформації", — зазначили фахівці.

Класифікація зіркових популяцій включає населення I, населення II і гіпотетичне населення III. Серед них покоління, яке відразу ж змінило населення III, мабуть, є найбільш цікавим, оскільки воно найближче за складом до населення III.

Дослідники можуть ідентифікувати їх за вкрай малою кількістю елементів, таких як вуглець, залізо, кисень, магній і літій, виявлених шляхом аналізу спектру світла, який містить хімічні відбитки у випромінюваних зіркою елементах.

А все через те, що до появи зірок важких елементів не існувало, Всесвіт був свого роду туманним супом, що складається в основному з водню і гелію. Однак, у результаті процесу термоядерного синтезу в ядрах зірок утворилися більш важкі елементи.

Спочатку водень плавиться в гелій, потім гелій у вуглець і так далі аж до заліза, залежно від маси зірки (у найбільш маленьких не вистачає енергії, щоб сплавити гелій у вуглець і закінчити своє існування, коли вони досягнуть цієї точки).

Навіть у найбільш масивних зірок не вистачає енергії, щоб сплавити залізо. Коли їхнє ядро повністю складається з нього, вони перетворюються на наднові.

Ці колосальні космічні вибухи вивергають весь цей розплавлений матеріал у довколишній космос. Крім того, вибухи настільки сильні, що викликають серію ядерних реакцій, у результаті яких утворюються ще більш важкі елементи, такі як золото, срібло, торій та уран. Молоді зірки, які потім формуються з хмар, що містять ці матеріали, мають більш високу металічність, ніж зірки, які з'явилися раніше.

Сьогоднішні зірки — населення I, мають найвищу металічність. Це означає, що в кінцевому підсумку нові зірки не зможуть утворитися, оскільки запас водню у Всесвіті обмежений.

А зірки, що народилися, коли Всесвіт був дуже молодий, навпаки мають неймовірно низьку металічність (найраніші зірки відомі як зірки з ультранизьким вмістом металу або зірки UMP (англ. Ultra-metal-poor). Ці UMP вважаються справжніми зірками населення II, збагаченими матеріалом тільки від однієї наднової зірки населення III.

Використовуючи фотометричне дослідження під назвою SPLUS, група астрономів на чолі з NOIRLab Національного наукового фонду визначила SPLUS J210428-004934, і хоча вона не має найнижчої металічності, вона має середню металічність для зірки UMP, а також найнижчий вміст вуглецю, який астрономи коли-небудь бачили в зірках з ультранизьким вмістом металу.

Щоб з'ясувати, як могла утворитися SPLUS J210428-004934, експерти провели теоретичне моделювання. Вони виявили, що хімічний склад зірки, враховуючи її низьковуглецевий і більш-менш нормальний вміст інших елементів у зірці UMP, міг утворитися на уламках наднової зірки населення III, що у 29,5 разів перевищує масу Сонця.

"Додаткові зірки UMP, ідентифіковані за допомогою фотометрії S-PLUS, значно поліпшать наше розуміння зірок населення III і дадуть можливість знайти неметалеву маломасивну зірку, яка все ще живе в нашій Галактиці", — підсумували вчені.