Астрономы нашли «экзотическую» редкую звезду за пределами Млечного Пути

Астрономы заметили необычную, экзотическую и редкую звезду на окраине Млечного Пути. Это небесное тело может похвастаться химическим составом, который отличается от привычного, а вместо этого соответствует теоретическим следам, оставленным чрезвычайно массивными первичными звездами. Это открытие является наиболее убедительным доказательством того, что первенцы Вселенной были поистине гигантскими.

Экзотическая, редкая звезда недалеко от Млечного Пути

Первые звезды возникли из газовых облаков, состоящих исключительно из водорода и гелия. Процессы ядерного синтеза и катастрофические вспышки сверхновых породили новые элементы внутри этих звездных образований. Так началось формирование Вселенной, изобилующей разнообразной материей.

Теории предполагают, что многие из этих первых звезд были колоссальными по размеру, значительно затмевающими те, которые обычно встречаются в современном космосе. Это делает их не только редкими, но и экзотическими. Звезды, масса которых в 140 раз превышает массу Солнца, могли оказать глубокое влияние на окружающую среду Вселенной своим мощным ультрафиолетовым излучением. Кроме того, их вспышки сверхновых, известные как сверхновые с парной нестабильностью (PISNe), могли существенно повлиять на последующее поколение звезд.

Подпись, запечатленная среди звезд

Несмотря на эти убедительные теории, четких эмпирических свидетельств таких сверхновых, вызванных массивными звездами, немного. Были предприняты обширные усилия по наблюдению за устаревшими звездами в нашей галактике, далекими галактиками и материей, рассеянной между галактиками. Несколько древних звезд возникли из газовых облаков, содержащих элементы, выброшенные первыми звездами, сохранив химический состав первоначальных сверхновых. Поскольку PSNe, продукт огромных звезд, дает уникальный химический состав, отличный от типичных сверхновых с коллапсом ядра. Астрономы рассчитывают найти следы этих массивных образований среди самых старых звезд.

Международная группа астрономов из Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ), Национальной астрономической обсерватории Китая (NAOC) и других институтов исследует звезды раннего поколения в Млечном Пути. С помощью многообъектного оптоволоконного спектроскопа большой области неба Китая (LAMOST) они определили и проанализировали сложный химический состав этих звезд с помощью телескопа Subaru.

Разоблачение наследия сверхновой

Среди этих звездных тел они обнаружили звезду, обозначенную как LAMOST J101051.9+235850.2 или J1010+2358, которая имеет безошибочный химический отпечаток сверхновой с парной нестабильностью. Это открытие предлагает наиболее убедительные на сегодняшний день доказательства существования таких сверхновых и поддерживает теорию о том, что в ранней Вселенной были звезды, в 140 раз более массивные, чем наше Солнце.

«Особая нечетно-четная дисперсия звезды в сочетании с нехваткой натрия и α-элементов согласуется с предсказаниями изначального PISN от звезд первого поколения с 260 массами Солнца», — утверждает доктор Син Цяньфань, ведущий автор исследования.

Это откровение является конкретным доказательством теории обширной эволюции звезд и возникновения гидродинамической нестабильности из-за образования электронно-позитронных пар внутри таких звезд. Генерация этих пар снижает тепловое давление ядра звезды, что приводит к частичному коллапсу.

Составление карты космоса: открытие ранней Вселенной

По словам профессора Чжао Ганга, соответствующего автора исследования, «это открытие дает решающий ключ к ограничению начальной функции массы в ранней Вселенной. До этого исследования в звездах с низким содержанием металлов не было обнаружено никаких свидетельств сверхновых от таких массивных звезд».

За последнее десятилетие команда активно изучала звезды, открытые LAMOST, с помощью телескопа Subaru. По словам профессора Аоки Вако из NAOJ, поиск свидетельств существования массивных звезд, уникальных для первых звезд Вселенной, был давней задачей, цель, наконец, достигнутая этим исследованием.

Следующим вопросом, на который должны ответить астрономы, является определение того, какая часть первоначальных звезд была гигантской. Для этого необходимо исследование и химический анализ многих других звезд. Эти новаторские результаты были опубликованы в журнале Nature.