У складі усіх нормальних зір переважають водень та гелій, але більшість зір також мають вимірювану кількість важчих елементів, які астрономи відносять до категорії «металів». Сонце містить більше металів, ніж більшість зір, бо туманність, з якої воно утворилося, була залишком речовини від попередніх зірок. Вони, і собі, були «дітьми» ще більш ранніх зір і так далі. Зазвичай, кожне нове покоління зір має трохи більше металів, ніж попереднє. Найперші зорі, ті, що сформувалися з первісних водню та гелію, майже не мали в собі металів. Ми ніколи не бачили жодної з цих первинних зір, але маючи тепер «Вебба» та трохи удачі могли б незабаром побачити їх.
Один зі способів визначити кількість металів, які містить зоря, — це порівняти співвідношення заліза в її атмосфері з гелієм, що відоме як [Fe/He]. Це значення металічності зазвичай виражається в логарифмічній шкалі, де металічність Сонця дорівнює нулю. Зорі розподілено на популяції на основі цього параметра. Будь-яка зоря з металічністю щонайменше -1 (це означає, що вона має принаймні 10% металів, як порівняти з Сонцем) є зорею Населення I. Зорі з нижчою металічністю — це зорі Населення II, а найперші зорі, які не містять металів, належать до зоряного Населення III.
У Молочному Шляху зорі Населення I зазвичай містяться в галактичній площині та спіральних рукавах, натомість зорі Населення II переважно лежать у межах дифузного зоряного гало, що оточує Галактику. Це має пояснення, бо зорі утворюються з газу та пилу спіральних рукавів і можуть віддалятися від галактичної площини по мірі їхнього старіння. Окрім того факту, що зорі Населення II зазвичай на мільярди років старші за Сонце, вони загалом схожі на зорі, що належать до попередніх поколінь.
Астрономи вважають, що перше покоління зір було зовсім іншим. Що більше металів у зорі, то щільнішою вона може бути. Така зоря, як Сонце, компактніша, ніж зоря Населення III, і тому не потребує такої великої маси, щоб світити яскраво. Оскільки перші зорі складалися лише з водню та гелію, науковці припускають, що це були масивні зірки, які жили коротким, але дуже яскравим життям. Ймовірно, вони утворилися протягом перших кількох сотень мільйонів років існування Всесвіту та загинули протягом кількох десятків мільйонів років або менше. Єдиний спосіб побачити їхнє світло — заглянути в найглибші куточки космосу. Навіть найяскравіша галактика із зір Населення III буде дуже тьмяною, якщо дивитись із Землі. Але чи занадто вони тьмяні, щоб їх міг спостерігати неперевершений «Вебб»?
Зоря Населення III у порівнянні з Сонцем. Авторські права на зображення: STScI. Фото з сайту www.universetoday.com.
Це питання, на яке спробували відповісти астрономи у нещодавньому дослідженні. Наукова група змоделювала як інтенсивність випромінювання, так і спектр зір першого покоління, щоб визначити, який вигляд вони можуть мати в ранній галактиці. Потім ці дані порівняли з можливостями космічного телескопа Вебба. Виявилося, що якби «Вебб» спостерігав безперешкодно яскраву первісну галактику, вона для нього все одно була б занадто тьмяною. Але якщо особливо велика первісна галактика лежатиме за великою ближчою галактикою, то внаслідок явища гравітаційного лінзування світло віддаленої галактики може бути таким яскравим, що «Вебб» зможе його зареєструвати.
Іншими словами, ми перебуваємо на межі щодо можливості виявити зорі першого покоління. Якщо все буде саме так, і ми зможемо відокремити спектри галактики першого покоління від ближчої галактики, тоді у нас є шанс. Це, на перше око, має нас розчарувати, але астрономи вправні й кмітливі, тому є підстави сподіватися, що з часом ми побачимо світло від «бабусь» усіх зір.
За інф. з сайту www.universetoday.com
