Ученые открыли самую «девственную» звезду Вселенной: железа и углерода в ней нет совсем
Звезды в процессе эволюции преобразуют водород и гелий в более тяжелые элементы, повышая свою металличность. Звезды с низкой металличностью очень редки. Однако почти нулевое содержание тяжелых элементов встретилось ученым впервые.
Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail
Звезды во Вселенной уникальны и неповторимы. Астрономы считают, что первые звезды, сформировавшиеся после Большого взрыва, состояли в основном из водорода и гелия с небольшим количеством лития, а более тяжелые элементы образовались позже в результате внутреннего термоядерного синтеза. Когда эти звезды взрывались как сверхновые, более тяжелые элементы распространялись в космосе и образовывали новые звезды. Каждое последующее поколение содержало больше тяжелых элементов от рождения, и элементный состав становился все «увесистее».
Хотя большинство звезд по-прежнему состоят в основном из водорода и гелия, теперь в их составе много тяжелых элементов, объем которых растет по мере того, как звезды стареют. Эти элементы обнаруживаются в спектрографических данных, когда астрономы собирают свет от далеких объектов. Звезды считаются «нетронутыми» (англ. pristine, буквально «первородный»), если данные показывают отсутствие тяжелых элементов. Нулевая металличность говорит о том, что, скорее всего, такие объекты являются очень старыми звездами из предыдущих поколений.
Группа астрономов под руководством Александра Джи (Alexander Ji) из Чикагского университета считает, что они нашли самую «девственную» звезду в видимой Вселенной. Группа задокументировала свои выводы на сервере препринтов arXiv.
Звезда, известная как SDSS J0715-7334 или просто J0715-7334, представляет собой красного гиганта, предположительно обладающего самой низкой металличностью — содержанием тяжелых элементов — из всех когда-либо обнаруженных звездных объектов. Детальный спектральный и химический анализ, проведенный командой, показывает, что общая металличность J0715-7334 составляет менее 7,8 x 10-7. Для сравнения: следующая по низкому содержанию металлов звезда, известная на сегодняшний день, это J1029+1729. Она находится в Млечном Пути. Ее общая металличность составляет около 1,4 × 10-6. По содержанию железа ближайший «конкурент» — SMSS J0313-6708. Он богаче атомами Fe в 10 раз.
Но этой звезде не хватает не только железа. В SDSS J0715-7334 также содержится удивительно мало углерода. Даже в других звездах с очень низким содержанием железа все же содержится значительное количество углерода, который в ходе термоядерного синтеза образуется намного раньше. Дефицит углерода делает эту недавно открытую звезду еще более уникальной.
По мнению команды, химический состав SDSS J0715-7334 указывает на то, что объект сформировался из газа, образовавшегося в результате взрыва сверхновой III популяции массой порядка 30 солнечных. Звезды III популяции (или населения) — это светила, сформировавшиеся в первый миллиард лет после Большого взрыва.
Детальный химический состав самых бедных металлами звезд можно связать со свойствами звезд III населения, не содержащих металлов, с помощью моделей нуклеосинтеза сверхновых. J0715−7334 — эталонный образец звезды III популяции, поскольку ее удаленная орбита исключает значительное поверхностное загрязнение межзвездной средой, а большая конвективная оболочка устраняет любые эффекты диффузионного осаждения.
Исследователи, опираясь на данные Gaia и орбитальное моделирование, провели кинематический анализ, чтобы проследить вероятный путь звезды. Анализ с большой вероятностью показал, что изначально звезда была частью Большого Магелланова Облака, а затем мигрировала в Млечный Путь.
Данные о J0715−7334 также дают представление о том, как остывают звезды. Команда отмечает, что J0715−7334 стала второй звездой, которая находится ниже так называемого «порога охлаждения тонкой структуры», описывающего, как газовые облака остывают быстрее за счет высвобождения большего количества энергии тяжелыми элементами. Результаты показывают, что для охлаждения газовых облаков до уровня, необходимого для формирования звезд с низким содержанием металлов, требуется охлаждение с помощью космической пыли. Явление пылевого охлаждения наблюдается и в Млечном Пути, и за его пределами.
О том, возможна ли жизнь в планетных системах белых карликов, читайте в материале Hi-Tech Mail.
Поделиться
