Астрономы обнаружили одну из старейших известных звезд во Вселенной. Он образовался вскоре после Большого взрыва из обломков одной из первых сверхновых в космосе - в фазе, когда тяжелые элементы были еще очень редки. Химический отпечаток этой звезды, который можно прочитать по ее световому спектру, также обнаруживает нечто удивительное: первые звездные взрывы, по-видимому, были гораздо менее взрывоопасными, чем считалось ранее, как сообщают исследователи в журнале Nature.
В начале был водород: вскоре после Большого взрыва во Вселенной существовали только легкие элементы, такие как водород, гелий и литий. Все остальные, более тяжелые атомы возникли позже - от сверхновых первых звезд. До сих пор предполагалось, что эти первые звезды были очень массивными и поэтому звездные взрывы были очень сильными. Соответственно, они, должно быть, снабжали большую часть своего окружения преимущественно тяжелым элементом железа.
Удивительно низкое содержание железа
Но теперь астрономы обнаружили чрезвычайно старую звезду, но на удивление бедную железом. Звезда SMSS 03132-6708 находится всего в 6000 световых лет от Земли, но сильно отличается от всех других звезд в этом регионе. Что делает его особенным, так это то, что он был сформирован из материала, оставшегося от одной из первых сверхновых во Вселенной. Таким образом, он отражает химический состав своей звезды-прародителя, а это, должно быть, была одна из первых звезд в истории.
«Впервые мы можем однозначно сказать, что нашли химический отпечаток первой звезды», - говорит ведущий автор Стефан Келлер из Австралийского национального университета в Канберре. В отличие от более молодых звезд, SMSS 03132-6708 содержит много водорода, гелия, а также углерода и магния, но практически не содержит железа. Поскольку в ранней Вселенной было очень мало этого относительно тяжелого элемента, это указывает на ее большой возраст.
Без сильного взрыва
„Чтобы создать звезду, подобную нашему Солнцу, вам нужны водород и гелий, полученные в результате Большого взрыва, и огромное количество железа в качестве основных строительных блоков. Это примерно в тысячу раз превышает массу Земли», - объясняет Келлер. Недавно открытая звезда содержит столько же железа, сколько содержится в астероиде размером с Австралию. Благодаря этому новому открытию астрономы теперь знают в общей сложности пять таких звезд с чрезвычайно низким содержанием железа - и, таким образом, пять реликвий самой ранней Вселенной.
Из химического состава звезды SMSS 03132-6708 астрономы делают вывод, что сверхновая, которая дала ей строительный материал, произошла совсем не так, как считалось ранее. «У нее было на удивление мало энергии, - объясняет Келлер. Взрыва, вероятно, было достаточно, чтобы разрушить первоначальную звезду и создать черную дыру. Однако энергии не хватило, чтобы широко разбросать железо и другие тяжелые элементы. Железо тут же снова было поглощено черной дырой.
Слабые сверхновые активировали реионизацию
Но это проливает новый свет на ранее остававшийся без ответа вопрос о времени реионизации - времени образования первых звезд и галактик. Потому что до сих пор предполагалось, что первые звезды были очень недолговечными и взорвались во взрывоопасные сверхновые. Но это означало бы, что железо и другие тяжелые элементы очень быстро распространились бы в пространстве и образование первых маложелезистых, но интенсивно излучающих звезд было бы немедленно остановлено.
Медленные низкоэнергетические сверхновые, на которые указывает недавно открытая звезда, теперь могут решить эту дилемму. Потому что они лишь очень постепенно распределяли тяжелые элементы в пространстве. Это дало достаточно времени, чтобы создать первую звездную популяцию, выпустившую ионизирующее излучение той эпохи. Звезда SMSS 03132-6708, вероятно, произошла от одной из этих первых сверхновых, и теперь дает астрономам ценный взгляд на ранние дни нашей Вселенной.