Знайдено перше покоління зірок Всесвіту

1

Використовуючи Дуже Великий Телескоп ESO, астрономи виявили віддалену галактику, що значно перевершує по яскравості усі досі відкриті об’єкти ранньої Всесвіту. Були отримані переконливі докази того, що в цій галактиці знаходяться представники самого першого покоління зірок Всесвіту.

Ці масивні і яскраві світила, існування яких до цих пір передбачалося лише теорією, були першими у Всесвіті «фабриками» важких елементів, необхідних для формування зірок, які зараз нас оточують, планет навколо них і самого життя у відомій нам формі. Нововідкрита галактика CR7 втричі яскравіше найяскравішою з відомих на сьогодні далеких галактик.

Астрономи давно вже прийшли до теоретичного висновку про існування першого покоління зірок (так званих зірок III типу населення), які народилися з первинної матерії після Великого Вибуху. У надрах цих зірок утворилися атоми всіх хімічних елементів важче кисню — кисень, азот, вуглець і залізо, всі ті елементи, які необхідні для життя. Будівельним матеріалом для первинних зірок могли бути тільки елементи, що існували раніше них: водень, гелій і малі кількості літію.

Теорія показує, що зірки населення III повинні були бути величезними — у кілька сотень або навіть в тисячу разів масивніше Сонця — дуже гарячими і яскравими, а також короткоживущими, існуючими всього пару мільйонів років і потім вибухають у вигляді наднових. Але досі пошуки наглядової докази їх існування були безуспішні.

Група дослідників з Інституту астрофізики і космічних досліджень, Лісабонського університету в Португалії, і Лейденської обсерваторії (Нідерланди) за допомогою Дуже Великого Телескопа ESO (VLT) зуміла заглянути в дуже ранню епоху існування Всесвіту, звану періодом реионизации, яка настала приблизно через 800 мільйонів років після Великого Вибуху. Вчені не стали проводити вузьке і глибоке дослідження малого ділянки неба, а навпаки, розширили область пошуків і зробили самий великий з усіх досі виконувалися оглядів дуже далеких галактик.

У своєму дослідженні поряд із VLT група використовувала телескопи обсерваторії Кека, телескоп «Субару», а також всю міць Космічного телескопа Хаббла. В результаті було відкрито — і ці відкриття були підтверджені — безліч несподівано яскравих і дуже молодих галактик. Одна з них, з позначенням CR7, виявилася винятково рідкісним об’єктом, набагато яскравіше будь галактик, досі спостерігалися на цій стадії розвитку Всесвіту. Відкриття CR7 і інших яскравих галактик ранньої Всесвіту вже означало успіх дослідження, але подальші спостереження принесли нову несподіванку.

Приймачі X-shooter і SINFONI, встановлені на VLT, зареєстрували в CR7 сильне випромінювання іонізованого гелію, але при цьому, проти очікування, не було знайдено жодних слідів випромінювання більш важких елементів. Це означає, що отримано перше вагоме доказ існування скупчень зірок населення III, тих самих, які ионизовали газ всередині цієї ранньої галактики.

Усередині галактики CR7 були знайдені і більш блакитні, і більш червоні скупчення зірок. Це свідчить про хвилеподібному процесі формування зірок населення III, що узгоджується з передбаченнями теорії. Скупчення, які дослідники спостерігали безпосередньо, належать до останньої хвилі населення III. Це дозволяє припустити, що такі зірки, можливо, знайти легше, ніж вважалося до цього: вони живуть серед звичайних зірок, в найяскравіших галактиках, а не тільки в самих ранніх і маленьких, які вкрай важко спостерігати і вивчати з-за їх слабкості.