Звезды Населения III сформировались примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва из элементов, оставшихся после рождения Вселенной. Эти объекты крайне редки, поскольку давно погибли, но ученые надеялись обнаружить слабый свет от этих древних светил. Предыдущие кандидаты не соответствовали трем главным предсказаниям теории: формирование в малых скоплениях темной материи (гало), экстремальная масса и образование небольшими группами.
Астрономы, возможно, обнаружили первые звезды, возникшие после Большого взрыва
Астрономы из Университета Толидо в Огайо под руководством Ари Висбала обнаружили кандидата на роль звезд Населения III — первого поколения светил во Вселенной. Анализ снимков телескопа Джеймса Уэбба показал, что далекая галактика LAP1-B содержит звезды, состоящие только из водорода и гелия с примесью лития.
Художественное представление звезд Населения III, как они могли бы выглядеть через 100 миллионов лет после Большого взрыва. NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani
Астрономы делят звезды на три Населения (популяции) по химическому составу. Населению I принадлежат молодые звезды, богатые металлами (в астрономии металлами называют все элементы тяжелее гелия), включая Солнце. Население II — старые звезды с малым содержанием металлов в гало галактик. Население III — гипотетические первые звезды, состоящие исключительно из первичных элементов: водорода, гелия и следов лития. Эти гиганты жили недолго — от нескольких миллионов до сотен миллионов лет, после чего взрывались как сверхновые, обогащая космос тяжелыми элементами и давая начало следующим поколениям звезд. Обнаружение древнейших звезд подтвердило бы современные представления о формировании первых структур во Вселенной.
Звезды Населения I.
Открытие LAP1-B удовлетворяет всем трем условиям. Система сформировалась в скоплении темной материи массой около 50 миллионов солнечных. Звезды оказались массивными — от 10 до 1000 масс Солнца, объединенными в небольшие группы общей массой в несколько тысяч солнечных масс. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
Свет первых звезд
Галактика.
«LAP1-B — первый кандидат в звезды Населения III, который согласуется с тремя ключевыми теоретическими предсказаниями для классических источников Населения III», — отмечают исследователи.
Дополнительным свидетельством служит газ вокруг LAP1-B с характерными спектральными признаками и следовыми количествами металлов. Это указывает на то, что система настолько молода, что очень немногие первые массивные звезды недавно погибли, взорвавшись как сверхновые и обогатив газ тяжелыми элементами.
Хотя полного подтверждения пока нет — остаются вопросы о количестве выброшенного первыми сверхновыми материала и точности компьютерных моделей ранней Вселенной — работа намечает путь для поиска других древних объектов, сочетая возможности телескопа Джеймса Уэбба с гравитационным линзированием.