Новая теория связала шаровые скопления и маленькие красные точки
Астрономы нашли объяснение сразу двум космическим загадкам. Новая теория, связывающая маленькие красные точки (LRD) и шаровые звездные скопления, опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
Авторы полагают (и проводят убедительные расчеты), что LRD — это сверхмассивные звезды внутри шаровых скоплений на заре их существования.
Впервые обнаруженные космическим телескопом «Джеймс Уэбб» в 2022 году, LRD представляют собой загадочные объекты, которые появляются спустя 600 миллионов лет после Большого взрыва и словно исчезают через 1,5 миллиарда лет. Это компактные, яркие источники излучения, отличающиеся характерным сочетанием красного и ультрафиолетового света.
Шаровые скопления — это плотные объединения древних звезд, обращающиеся вокруг галактик. В одном только Млечном Пути насчитывается около 150 таких скоплений. В каждом из них могут быть сотни тысяч или даже миллионы звезд. Несмотря на то, что эти объекты изучают уже более века, их происхождение до сих пор остается неясным.
«Мы наблюдаем их спустя миллиарды лет эволюции, когда массивные звезды уже погибли, газ рассеян, а динамические процессы изменили их массы и структуры. Это сильно затрудняет восстановление изначальных условий, в которых они формировались», — говорит астроном Даниэль Берг из Техасского университета в Остине, один из авторов исследования.
Загадка химического состава
Звезды в шаровых скоплениях имеют примерно один возраст — они родились во время вспышки звездообразования в ранней Вселенной. Казалось бы, у таких светил должен быть относительно простой химический состав, однако в некоторых скоплениях наблюдается необъяснимый избыток гелия, азота, натрия и алюминия при дефиците углерода, кислорода и магния.
«Эта специфическая картина указывает на термоядерные реакции при экстремально высоких температурах — гораздо более высоких, чем в ядрах даже самых массивных нормальных звезд. Сверхмассивная звезда — это как раз та среда, которая способна дать такое сочетание элементов», — объясняет Майк Бойлан-Колчин, также соавтор исследования из Техасского университета.
Такая гигантская звезда — в сотни тысяч раз массивнее Солнца — могла сформироваться в результате серии столкновений звезд на раннем этапе жизни скопления. Все недолгое время своего существования этот гипотетический монстр служил мощной химической печью, перерабатывая вещество в своем ядре необычным образом.
«Когда такая звезда умирает, она выбрасывает этот переработанный материал наружу, засеивая следующее поколение звезд теми химическими отпечатками, которые мы до сих пор наблюдаем в шаровых скоплениях», — говорит Берг.
«В нашей модели сверхмассивная звезда, благодаря которой объект выглядит как маленькая красная точка, живет очень недолго. Как только она умирает, объект перестает выглядеть как красная точка, даже если само скопление продолжает существовать миллиарды лет», — добавляет астроном Джон Чисхолм из Техасского университета в Остине, ведущий автор исследования.
Есть и другие доказательства
Химический состав — самый убедительный аргумент в пользу гипотезы, но есть и другие косвенные доказательства. Во-первых, распределение маленьких красных точек в ранней Вселенной соответствует распределению шаровых скоплений в наши дни. Модели эволюции LRD также показывают, что их масса естественным образом переходит в массу современных шаровых скоплений. Более того, маленькие красные точки появляются примерно в ту же эпоху, когда должны были образоваться древнейшие шаровые скопления.
«Пока нет ни одного решающего доказательства, что маленькие красные точки — это шаровые скопления, но такая гипотеза объясняет множество самых разных и неожиданных наблюдений», — резюмирует Бойлан-Колчин.
