Астрономы обнаружили возможное скопление первых звезд
В данных космического телескопа «Джеймса Уэбба» ученым удалось отыскать самых многообещающих кандидатов на роль первых звезд. Эти светила, сформировавшиеся из первичного газа, существенно изменили химический состав молодой Вселенной, заложив основу для будущего многообразия, включая планеты и жизнь. Если исследователи действительно сумели найти такие древние объекты, это откроет новую страницу в наблюдательной астрономии.
Согласно современным научным представлениям, Вселенная появилась в результате Большого взрыва примерно 13,8 миллиарда лет назад. Сперва она была заполнена лишь горячим и плотным «супом» из элементарных частиц, который постепенно остывал. В первые минуты после Большого взрыва происходил первичный нуклеосинтез — процесс образования атомных ядер, в результате которого сформировались ядра легких элементов: в основном водорода и гелия.
Спустя несколько сотен миллионов лет облака водорода и гелия стали сжиматься под действием гравитации, что привело к образованию первых светил, так называемых звезд поколения III. Эти светила были массивными и горячими по сравнению с типичными современными звездами. Постепенно в их ядрах запустились ядерные реакции, результатом которых стали рождение тяжелых элементов.
Когда звезды поколения III исчерпали топливо в своих недрах, они взрывались как сверхновые. При этом происходил краткий, но колоссальный всплеск энергии. Во время взрыва и в последующих процессах образовывались металлы: элементы вплоть до железа формировались в ядрах звезд, а более тяжелые, например золото, уран — в основном в r-процессе (в том числе и при слиянии нейтронных звезд).
Ударная волна сверхновой разносила эти элементы по космическому пространству. Газ и пыль, обогащенные тяжелыми металлами, смешивались с «первозданным» водородом и гелием. Из этой смеси формировалось следующее поколение звезд — поколение II, а уже позже возникли более обогащенные металлами светила поколения I.
Считается, что звезды поколения III появились примерно через 100–400 миллионов лет после Большого взрыва, а к моменту, когда Вселенной исполнилось приблизительно 800 миллионов лет, большинство уже погасло. Найти их сегодня — значит увидеть начало химии космоса. Похоже, такие светила удалось обнаружить международной группе астрономов под руководством Эли Висбала (Eli Visbal) из Университета Толедо в США.
Висбал и его коллеги проанализировали данные, собранные космическим телескопом «Джеймс Уэбб», о далекой галактике LAP1-B, свет от которой шел до Земли почти 13 миллиардов лет. Исследовать объект на таком расстоянии — невероятная удача. Ученым помог эффект гравитационного линзирования. Массивное скопление галактик, расположенное между объектом и Землей, выступило в роли гигантской гравитационной линзы и усилило свет LAP1-B.
Спектральный анализ LAP1-B показал, что она сильно отличается от современных галактик. В ней мало «тяжелых» элементов и оттуда исходит очень «жесткое» ионизирующее излучение — то есть много высокоэнергетичных фотонов, которые производятся горячими, массивными звездами. Иными словами, астрономы обнаружили признаки, согласующиеся с теми, что в LAP1-B доминируют горячие, массивные и малометалличные звезды. То есть нашли свойства, которые, согласно разного рода моделям, характерны для светил поколения III.
Вторым ключевым аргументом в пользу этой гипотезы стала масса звездного скопления LAP1-B. Расчеты показали, что общая масса звезд в этой галактике эквивалентна всего нескольким тысячам масс Солнца, что очень мало по галактическим меркам. Другие кандидаты на роль первых звезд, которые предлагались ранее, обладали гораздо большей звездной массой, что противоречило компьютерным моделям формирования таких светил. Скромные размеры LAP1-B идеально вписываются в эти симуляции.
Кроме того, Висбал и его команда посчитали, сколько таких древних звездных скоплений можно «увидеть » с помощью гравитационного линзирования в конкретном участке неба, где открыли LAP1-B, и на таком огромном расстоянии от Земли — то есть в ту эпоху, когда Вселенной было почти 800 миллионов лет. Расчеты показали, что можно найти примерно одно такое скопление. Проще говоря, теория и наблюдения совпали идеально: ученые предсказали, сколько подобных объектов должны открыть, и обнаружили ровно столько же.
Однако открытие команды Висбала вызвало неоднозначную реакцию в научном сообществе. Сомнения связаны с возрастом LAP1-B. Согласно общепринятым моделям, большинство звезд поколения III должны были родиться и умереть в период между 100 и 400 миллионами лет после Большого взрыва. Для эпохи, когда Вселенной было 800 миллионов лет, появление таких светил кажется запоздалым. К этому времени пространство уже могло обогатиться тяжелыми элементами от предыдущих вспышек сверхновых.
Авторы научной работы объяснили «нестыковку» тем, что, по их мнению, во Вселенной сохранились изолированные «карманы» первичного газа, где звездообразование началось с задержкой. В таких «карманах» звезды поколения III могли сформироваться значительно позже.
Отметим, астрономы не наблюдали звезды в LAP1-B напрямую, а исследовали «суммарный» свет скопления и по нему делали выводы о свойствах светил. Поэтому это скорее косвенные доказательства, к которым нужно относиться с осторожностью. Похожие спектральные характеристики могли дать и другие объекты: аккрецирующие черные дыры, двойные звездные системы, либо популяции очень малометалличных звезд (поколение II).
В любом случае, ученые планируют продолжить наблюдения, чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу. Им нужны более глубокие данные и детальные компьютерные симуляции, которые позволят различить химический состав звезд LAP1-B и точно определить их происхождение.
Научная работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Telegram 
Дзен 
VK Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.
Ученые из МФТИ и Объединенного института ядерных исследований завершили комплексный анализ поведения констант связи Стандартной модели на высоких энергиях. Используя ренормализационную группу, авторы оценили вероятность того, что наш вакуум — физическое состояние, в котором существует все вещество во Вселенной,— рано или поздно «провалится» в более глубокое энергетическое состояние.
Международная исследовательская группа с участием профессора Центра инженерных систем и наук Сколтеха Александра Корсунского впервые в мире провела прямое измерение механических напряжений в зоне контакта между алмазным индентором и сложным наноструктурированным покрытием с разрешением менее 80 нанометров. Используя синхротронную рентгеновскую нанодифракцию на синхротроне ESRF в Гренобле, ученые показали, что многослойное покрытие из керамического ZrN с прослойками аморфного сплава ZrCu на 30% эффективнее рассеивает упругую энергию по сравнению с монолитным аналогом, предотвращая распространение трещин. Результаты дают инженерам прямые количественные критерии для проектирования защитных покрытий нового поколения.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии