16.05.2024, 08:53
Дарья Губина
2
1,2 тыс

В Млечном Пути нашли три захваченные звезды старше 12 миллиардов лет

❋ 6.4

Современные звезды отличаются от звезд прошлых поколений разнообразием элементов. Но как отличить старые поколониия звезд от еще более древних? У тех и других металличность крайне низкая, а чтобы изучить историю звездообразования во Вселенной, нам нужны самые древние светила. Авторам нового исследования удалось найти отличительную характеристику таких звезд в нашей Галактике.

M104, или Галактика Сомбреро
Увидеть Млечный Путь со стороны мы не можем, поэтому в качестве примера — гало M104, или галактики Сомбреро, которая по своей структуре похожа на наш Млечный Путь. Снимок сделан космическим телескопом «Хаббл» / © ESA (image by C. Carreau)

Мы знаем, где искать древние звезды — в сверхтусклых карликовых галактиках, спутниках Млечного Пути. Они сформировались более 12 миллиардов лет назад. Звезды в них отличаются крайне низкой металличностью с соотношением железа к водороду [Fe/H] от минус двух до минус трех. У некоторых оно еще ниже — около минус четырех. «Нормой» считается металличность Солнца ([Fe/H] = 0).

После эпохи реионизации звездообразование в этих сверхтусклых карликовых галактиках остановилось. Звезды с низкой металличностью крайне долгоживущие, поэтому химический состав таких галактик почти не изменился. Проблема в том, что эти звезды находятся далеко от нас, к тому же они чрезвычайно тусклые. Наши приборы могут различить лишь некоторые из них — самые яркие холодные красные гиганты— да и то на пределе своих возможностей. Выборка получается крайне нерепрезентативная.

Нам нужны звезды, как в этих древних галактиках, только чтобы они были поближе к нам. Млечный Путь формировался как раз через последовательное слияние подобных древних скоплений. Поэтому древние звезды летают (ссылка) даже в окрестностях центра Млечного Пути, но проще всего их найти в гало Галактики. Проблема в том, что «обычные», то есть более молодые звезды гало тоже отличаются низкой металличностью. Решение нашла группа исследователей из Массачуссетского технологического института (США).

В новой работе, результаты которой опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, астрономы изучили шесть звезд из гало с крайне низкой металличностью. Они провели дополнительные наблюдения за объектами с целью максимально точно измерить содержание элементов. Полученные данные ученые соотнесли с результатами других обзоров.

Сопоставляя показатели шести отобранных звезд со звездами гало и звездами из карликовых галактик, авторы исследования вывели характеристику, отличающую древние звезды от звезд гало — содержание стронция и бария. Особенно важным оказалось соотношение стронция к водороду [Sr/H]. Оно должно быть ниже минус 4,5. По этим двум элементам можно отсеять действительно древние звезды.

Слева: графики звезд по соотношениям стронция к барию и бария к железу. Справа: графики звезд по соотношению стронция и бария к водороду и железа к водороду. Серым отмечены звезды гало, оранжевым — звезды с низким содержанием стронция, зеленым — звезды сверхтусклых карликовых галактик. Разноцветными квадратами и треугольниками — звезды из исследования. Три истинные древние звезды — квадраты / © H. D. Andales et al. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024)

Чтобы проверить свои выводы, ученые отследили движение этих светил по данным обзора «Гайя». Оказалось, все объекты двигаются в противоположном направлении относительно вращения Галактики. Значит, они не образовались тут, а присоединились в результате «вливания» древнего скопления в Млечный Путь. Все три звезды находятся в разных точках гало на расстоянии около 30 тысяч световых лет от нас. Для сравнения: диаметр диска Млечного Пути — примерно 100 тысяч световых лет.

Авторы статьи предложили называть такие объекты звездами из «маленьких захваченных звездных систем» (small accreted stellar systems, SASS). Исследователи допустили, что среди звезд SASS могут быть светила с более высоким содержанием стронция, но тогда будет слишком высока вероятность перепутать их с «родными» объектами гало.

Изучив другие обзоры и исследования, ученые нашли в гало еще 61 звезду с низким содержанием стронция. Судя по разнообразию их состава, в первых SASS, «подхваченных» Галактикой, было не так уж много сверхновых.

Причем эти сверхновые давали крайне неравномерное количество и содержание элементов. Тем не менее они были разнообразными. Значит, видимо, с самых древнейших времен во Вселенной формировалось большинство, если даже не все химические элементы, хотя количество их в ранней Вселенной и не было большим.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Дарья Губина
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
11 сентября, 06:01
Елизавета З.

Расположенный на Гавайях щитовой вулкан Килауэа считается одним из наиболее активных действующих вулканов. Гавайская вулканическая обсерватория Геологической службы США ожидает, что 55-й эпизод фонтанирования лавы может произойти уже сегодня.

10 сентября, 14:47
Татьяна Зайцева

Мужской пол плода связан с повышенным риском трудных родов, причем как у человека, так и у других видов млекопитающих, выяснили авторы нового исследования. Мало того, вынашивание сыновей более затратно для женского организма, чем вынашивание дочерей. Однако с точки зрения эволюции эти риски оправданны.

11 сентября, 06:57
Елизавета З.

Американская компания Rocket Lab создала солнечный элемент Inverted Metamorphic (IMM) Apex без германиевой подложки. Он заметно легче прежних, но сохранил высокую эффективность. Предназначен элемент для космических аппаратов.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

8 сентября, 12:27
Росатом

Особо чистый германий — полупроводниковый материал с минимальным содержанием примесей, который активно используют в ядерной физике, медицине и оборонной промышленности. Российские ученые предложили новую технологию, позволяющую получить монокристаллы германия особой чистоты.

11 сентября, 10:25
Александр Березин

Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария
"Причем эти сверхновые давали крайне неравномерное количество и содержание элементов. Тем не менее они были разнообразными. Значит, видимо, с самых древнейших времен во Вселенной формировалось большинство, если даже не все химические элементы, хотя количество их в ранней Вселенной и не было большим." Почему бы не предположить, что звезды нахватались галактического мусора в следующие 4 млрд. лет, особенно учитывая малую выборку?
    Дмитрий, тут все же параметры звезд гало соотносили с исследованиями звезд с сверхтусклых галактиках, в "чистоте" которых ученые не сомневаются. К тому же (это уже мое предположение), объекты в любом случае не могли нахвататься элементов в таком количестве, чтобы это могли уловить приборы. Вывод о сверхновых авторы сделали как раз по результатам анализа "примесей". Конечно, все сводится к объему доступных данных. Как только соберут больше информации, появятся исследования.