Астрономы, возможно, идентифицировали наиболее перспективного кандидата на звание звезд Популяции III – первого поколения звезд, зажгшихся после Большого взрыва. Эти примитивные гиганты давно являются целью исследователей, и недавний анализ далекой галактики LAP1-B предлагает заманчивую подсказку.
Что представляли собой звезды Популяции III?
В отличие от звезд, которые мы наблюдаем сегодня – известных как звезды Популяции I – считается, что звезды Популяции III сформировались в радикально иной среде. Они возникли из примитивного газа, состоящего в основном из водорода и гелия, до того, как Вселенная рассеяла более тяжелые элементы посредством сверхновых и звездных ветров. Как следствие, предполагается, что эти первые звезды были значительно больше и горячее своих современных аналогов.
Галактика LAP1-B и гравитационное линзирование
Потенциальное открытие связано с наблюдениями LAP1-B, далекой галактикой, расположенной при красном смещении 6,6. Это красное смещение указывает на то, что мы наблюдаем LAP1-B в том виде, в котором она существовала всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва – удивительно ранний этап в эволюции Вселенной. Заметить такой далекий объект было возможно только благодаря феномену, известному как гравитационное линзирование. Ближайший скопление галактик действовало как космическое увеличительное стекло, искривляя и усиливая свет LAP1-B, делая ее видимой для телескопа Джеймса Уэбба (JWST).
«Вселенная заполнена этими примитивными образованиями звезд», — объясняет Эли Визбал из Университета Толедо. «Однако мы можем действительно изучать Вселенную только по свету гравитационных линз, которые действуют как космические прожекторы». Расчеты Визбала и его команды показывают, что при таком красном смещении должно быть примерно одно скопление звезд Популяции III – именно то, что они наблюдали в LAP1-B. Их оценка количества идеально соответствовала предыдущим находкам, указывающим на единственное скопление.
Более реалистичный размер?
Другим аргументом в пользу статуса LAP1-B является ее относительно скромная звездная масса. Оценки показывают, что она составляет всего несколько тысяч раз массу нашего Солнца – масса ниже, чем у большинства других кандидатских галактик для популяций звезд Популяции III. Моделирование раннего звездообразования предполагает, что скопления звезд Популяции III должны были быть значительно массивнее. «Это самый убедительный кандидат, которого мы видели до сих пор», — говорит Визбал.
Скептицизм и будущие наблюдения
Несмотря на волнение, некоторые исследователи остаются осторожными. «LAP-B1 — очень интересный кандидат, но он далек от демонстрации четких и неопровержимых признаков, которые мы искали», — говорит Роберто Майolino из Кембриджского университета. Для этого потребуется крайне редкое сочетание факторов, чтобы в такой поздний период сформировались звезды Популяции III.
Однако остается возможность того, что карманы чистого водорода и гелия могли сохраняться дольше, позволяя звездам Популяции III формироваться позже, чем предполагалось ранее. Ральф Клессен из Университета Гейдельберга добавляет: «Статистически это будет значительным выбросом».
Почему это важно
Понимание звезд Популяции III имеет решающее значение для раскрытия эволюции Вселенной. Эти примитивные звезды отвечали за синтез первых тяжелых элементов – строительных блоков всего, что мы видим сегодня. «Они могут рассказать нам, как химия Вселенной развивалась от простого водорода и гелия до всех сложных ингредиентов, необходимых для жизни и космоса, как мы его знаем», — объясняет Визбал. Открытие звезд Популяции III предоставит бесценные сведения о самых ранних этапах Вселенной и происхождении химических элементов, из которых состоит наш мир.
Журнал reference: The Astrophysical Journal Letters DOI: 10.3847/2041-8213/ae122f
