Найдено «звездное ископаемое» возрастом более 10 миллиардов лет
Астрономы обнаружили одну из самых древних и бедных тяжелыми элементами звезд, известных на сегодня. Речь о светиле PicII-503 в крошечной галактике Пиктор II. О находке сообщили исследователи из NOIRLab (NSF), результаты опубликованы в Nature Astronomy.
В этой звезде почти нет железа — его в десятки тысяч раз меньше, чем в Солнце. Зато углерода, наоборот, очень много. Такое редкое сочетание говорит о том, что она сформировалась очень давно и сохранила «следы» самых первых звезд во Вселенной — как настоящая капсула времени.
Космическая «окаменелость»
Пиктор II — очень тусклая карликовая галактика в созвездии Живописца. В ней всего несколько тысяч звезд, а возраст превышает 10 миллиардов лет. PicII-503 находится на ее окраине и, по сути, представляет собой реликт ранней эпохи космоса.
Первые звезды состояли почти исключительно из водорода и гелия. Более тяжелые элементы, такие как углерод и железо, появились позже — в их недрах и при взрывах сверхновых. Поэтому звезды с минимальным содержанием «металлов» (так астрономы называют все элементы тяжелее гелия) особенно ценны. Они позволяют заглянуть в самое начало химической истории Вселенной.
Как ее нашли
Обнаружить PicII-503 удалось благодаря обзору MAGIC (Mapping the Ancient Galaxy in CaHK), выполненному с помощью камеры DECam на телескопе в Чили. Специальные фильтры позволили по снимкам оценить химический состав тысяч звезд и выделить редкие кандидаты.
«Без данных MAGIC было бы невозможно выделить эту звезду среди сотен других», — говорит руководитель работы Анируд Чити.
Затем объект изучили с помощью более мощных инструментов, включая телескопы Magellan и Очень большой телескоп ESO. Анализ подтвердил — перед учеными рекордно «бедная» на железо звезда за пределами Млечного Пути.
Почему в ней так много углерода
Необычная особенность PicII-503 — огромное количество углерода. Его соотношение к железу более чем в 1500 раз выше, чем у Солнца.
Это важная подсказка. Есть гипотеза, что такие звезды формировались из вещества после так называемых «слабых» сверхновых. В этом случае тяжелые элементы вроде железа не разлетаются далеко, а частично падают обратно в остаток звезды. Легкие элементы, например углерод, наоборот, выбрасываются наружу и участвуют в рождении новых светил.
Наблюдения PicII-503 хорошо укладываются в эту картину. Маленькая галактика Пиктор II просто не смогла бы удержать вещества после мощного взрыва — значит, речь действительно о более «мягком» сценарии.
Связь с Млечным Путем
Подобные звезды с избытком углерода давно находят в гало Млечного Пути, но их происхождение оставалось неясным. Новое открытие дает недостающее звено.
Судя по всему, такие объекты изначально формировались в древних карликовых галактиках вроде Пиктора II. Со временем эти галактики сливались с Млечным Путем, «принося» с собой свои звезды.
Взгляд в самое начало
«Мы фактически наблюдаем результат самого раннего этапа образования элементов во Вселенной», — отмечает Чити.
Его коллега Крис Дэвис добавляет, что подобные находки — это «космическая археология», где редкие звезды выступают в роли ископаемых свидетельств первых поколений светил.
PicII-503 дает редкую возможность напрямую изучить, как формировались первые химические элементы. А значит — как в итоге возникли планеты и сама жизнь.
