Древнейшие звезды: свидетельства в далеком газовом сгустке

Древнейшие звезды: свидетельства в далеком газовом сгустке

Новый претендент на звание самых первых звезд во Вселенной обнаружен астрономами. Яркий сгусток, замеченный спустя примерно 450 миллионов лет после Большого взрыва, обладает химическими признаками звезд первого поколения – главным образом, в нем, судя по всему, отсутствуют элементы тяжелее гелия. Эта идентификация, о которой сообщается в трех статьях, поданных 20 марта на arXiv.org, отодвигает свидетельства существования таких первозданных звезд гораздо дальше в прошлое по сравнению с предыдущими кандидатами.

Открытие сгустка Hebe: первый взгляд и детали

Звезды первого поколения, известные как звезды популяции III, вероятно, были массивными – до 1000 масс Солнца – и очень яркими. Они родились, имея в своем составе лишь элементы, возникшие в результате Большого взрыва: водород, гелий и крошечное количество лития. Для сравнения, звезды, которые мы видим в ночном небе, содержат также более тяжелые элементы, выкованные и переданные предыдущими поколениями светил.

Астрономы полагают, что самые ранние из звезд первого поколения сформировались через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва – более 13,5 миллиарда лет назад. Однако до сих пор исследователи находили доказательства существования таких звезд лишь спустя около миллиарда лет от начала Вселенной. Новое сообщение о гораздо более древних кандидатах повышает уверенность астрономов в том, что в ранней Вселенной можно обнаружить еще больше подобных систем, комментирует астроном Сейдзи Фудзимото из Университета Торонто, не участвовавший в исследовании.

Открытие сгустка Hebe: первый взгляд и детали

Сгусток, который астрономы назвали Hebe (частично – в честь греческой богини юности, частично – из-за технического названия одной из длин волн излучаемого им света), был впервые замечен в 2024 году. Тогда у ученых не хватало доказательств, чтобы определить природу объекта. Поэтому в 2025 году они провели наблюдения с более высоким разрешением, используя космический телескоп имени Джеймса Уэбба.

Чтобы определить, является ли кандидат звездой первого поколения, астрономы прежде всего ищут признаки элементов тяжелее гелия. Hebe не только не показал наличия тяжелых элементов, но и испускал свет, характерный для сильно ионизированных гелия и водорода. Это свечение, исходящее от газовых облаков, указывает на то, что сгусток содержит один или несколько объектов, излучающих чрезвычайно высокоэнергетическое излучение.

«Это классический пример звезд первого поколения, – говорит астроном Роберто Майолино из Кембриджского университета, соавтор исследований. – Для других типов источников просто нет по-настоящему удовлетворительных объяснений».

Масштабы и неожиданное соседство

Команда оценивает, что Hebe простирается в поперечнике до 1200 световых лет, имеет два отдельных скопления и содержит массу от 10 000 до нескольких сотен тысяч солнц. Но поскольку звезды первого поколения очень массивны, в скоплении может насчитываться не более нескольких сотен звезд.

Hebe был также обнаружен недалеко от галактики под названием GN-z11, масса которой составляет миллиард солнц. Некоторые компьютерные симуляции предполагают, что звезд популяции III не должно быть рядом с такими галактиками, которые химически эволюционировали и, следовательно, загрязнили окружающую среду тяжелыми элементами. Близость Hebe к GN-z11, отмечает Фудзимото, «открывает новые вопросы о том, как такие системы формируются и выживают».

Другие симуляции показывают, что гравитация таких галактик может притягивать карманы первозданного газа из окружающего пространства, создавая условия для формирования звезд популяции III. Открытие Hebe, а также будущие исследования других кандидатов в звезды первого поколения помогут астрономам лучше понять, где именно рождаются эти первозданные светила, заключает Майолино.

По материалам sciencenews.org (Автор Mara Johnson-Groh