В астрономії інші елементи, крім водню та гелію, називають металами. Хоча це може змусити вашого шкільного вчителя хімії здригнутися, це має сенс для астрономів. Першими у Всесвіті виникли два найлегші елементи. Їхні атоми — це результат Великого Вибуху. Вони становлять понад 99% атомів у Всесвіті. Поява всіх інших елементів, від вуглецю до заліза та золота, спричинена астрофізичними процесами. До таких належать синтез елементів у ядрах зір, вибухи наднових, зіткнення білих карликів і нейтронних зір.
Оскільки такі астрофізичні події відбувалися протягом усієї історії Всесвіту й відбуваються нині, частка металів у Всесвіті з часом зросла. Через це один із способів класифікації зір — це розподіл їх за кількістю металів, які ми бачимо в їхніх спектрах. Цей параметр називають металічністю зорі. За металічністю астрономи класифікують зорі на три великі популяції.
Зорі Популяції I, як і Сонце, мають найбільше металів. Зазвичай, це наймолодші зорі, які, найімовірніше, мають планетні системи. Зорі, що належать до групи II, мають менше металів. Це старша популяція, тому більшість із них — червоні карлики. У минулому було багато великих зір Популяції II, але вони давно зникли. Після цих мертвих зірок залишилися білі карлики і нейтронні зорі. А також газопилові хмари, що стали сировиною, з якої утворилися зорі Популяції I.
Зорі цих двох типів астрономи спостерігають в Молочному Шляху та інших галактиках. Але є третя популяція, яку ми ніколи не бачили. Зорі Популяції III справді стародавні. Вони були першими зорями, що виникли у Всесвіті, а тому майже не містили металів. Без більш важких елементів, завдяки яким густина речовини зорі стає вищою, зірки Популяції III, мабуть, були монстрами. Яскраві блакитні воднево-гелієві зорі в сотні разів масивніші, ніж Сонце. У них мало бути дуже яскраве, але дуже коротке життя. Ці зорі-прабабусі викинули перші метали в космос, коли вибухали наприкінці свого існування. Усі вони зникли задовго до того, як утворилося Сонце.
Але завдяки кінцевій швидкості світла, що глибше ми дивимось у космос, то більш віддалене минуле ми можемо побачити. Тому астрономи вивчали деякі з найвіддаленіших галактик у пошуках доказів цих перших зір. Тепер, коли виконує спостереження космічний телескоп Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope, JWST), науковці отримують дивовижні зображення неймовірно далеких галактик. І згідно з недавнім дослідженням, одна наукова група, можливо, знайшла перший проблиск зір Популяції III.
Науковці вивчали спектральні лінії з регіону поблизу галактики, відомої як GN-z11. Це одна з найдальших галактик, які коли-небудь спостерігали, з червоним зміщенням приблизно z = 10,6. Таке значення z означає, що ми бачимо її в той час, коли Всесвіту було лише 400 мільйонів років. Мабуть, це вже після того, як утворилися найперші зорі, тому велику частину галактики, ймовірно, становлять зорі Популяції II. Але зірки Популяції III могли все ще формуватися в гало газу, що оточує галактику.
У спектрі цієї області гало видно сильну лінію HeII 1640. Її випромінює дуже гарячий гелій. Зазвичай такий гарячий міжзоряний газ має яскраві лінії від «металевих» елементів, але в цьому регіоні їх немає. Отже, ділянка з HeII має вигляд суміші водню та гелію, які були сильно іонізовані… чимось.
Спостережувані спектри гало суперечать моделі іонізації Гелію активним галактичним ядром (active galactic nuclei, AGN). Авторські права на зображення: Maiolino, et al. Фото з сайту www.universetoday.com.
Одне з можних джерел нагрівання області гало — активне ядро галактики (active galactic nuclei, AGN) GN-z11, але температура газу гало та його відстань від галактики не відповідають моделі AGN. Інша альтернатива полягає в тому, що регіон був іонізований масивними зорями Популяції III. Зважаючи на рівень іонізації гелію, вони були приблизно в 500 разів масивніші, ніж Сонце.
Цього дослідження недостатньо, щоб довести наявність зір Популяції III, але воно надає переконливі аргументи щодо їхнього існування. Астрономам треба мати більше спостережень цих далеких галактик. І завдяки JWST науковці отримали таку змогу.
За інф. з сайту www.universetoday.com
