Открытие древнейшей звезды "состарило" наш регион Млечного Пути на три миллиарда лет

Новая находка астрономов показала, что Земля расположена в гораздо более древней части Галактики, чем считалось ранее. Кроме того, открытие даёт надежду обнаружить звёзды, родившиеся сразу после Большого взрыва.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в издании Astrophysical Journal группой во главе с Кевином Шлауфманом (Kevin Schlaufman) из Университета Джона Хопкинса в США.

Напомним, что первые атомы во Вселенной представляли собой водород, гелий и ничтожное количество лития, бериллия и бора. Все остальные химические элементы образовались благодаря звёздам. Синтез новых ядер происходил в раскалённых недрах светил, при взрывах сверхновых и в ходе некоторых других процессов.

Из вещества отгоревших звёзд, обогащённого тяжёлыми элементами, образовались новые светила. И так происходило несколько раз. Как считает большинство астрономов, Солнце – звезда третьего поколения.

При этом учёные очень хотят найти хотя бы одно дожившее до наших дней светило, принадлежащее первому поколению. Но до сих пор не известно, остались ли во Вселенной вообще подобные патриархи. Согласно самым популярным теориям, это просто невозможно: из первичного вещества, учитывая его химический состав, могли образоваться только массивные и, значит, короткоживущие звёзды (в менее массивных комках материи просто не начались бы термоядерные реакции). Несмотря на скептицизм теоретиков, наблюдатели не теряют надежды, ведь космос иногда преподносит астрономам удивительные сюрпризы.

Несколько более молодые звёзды, которые, однако, гораздо старше Солнца, тоже являются ценным уловом. Они многое могут рассказать о ранних стадиях жизни Вселенной.

В 2016 году ещё одна команда астрономов открыла звезду 2MASS J18082002−5104378. Её металличность, по расчётам команды, составила -4,1. Это означало, что звезда очень бедна тяжёлыми элементами, хотя её показатели и не рекордны (самая низкая обнаруженная на сегодняшний день металличность равна -7,1).

Команда заметила особенности движения звезды, говорившие о том, что она является частью двойной системы. В то же время учёным не удалось обнаружить её компаньона. Астрономы предположили, что это чёрная дыра или нейтронная звезда.

В новом исследовании Шлауфман и его коллеги обнаружили тот самый недостающий компонент системы. Им оказалась маленькая и тусклая звезда, получившая название 2MASS J18082002-5104378 B.

Её металличность равна -3,50, то есть по этому показателю она не так экзотична, как её более крупная соседка. Правда, и такие цифры вводят её в тесный круг самых бедных тяжёлыми элементами светил, известных астрономам.

"Такая звезда, может быть, одна на десять миллионов, – говорит Шлауфман. – Она может рассказать нам что-то очень важное о первых поколениях звёзд".

По некоторым показателям это светило по-настоящему уникально.

Во-первых, его масса составляет лишь 0,14 солнечной. Она близка к пределу, за которым термоядерное горение водорода становится невозможным. Все остальные древнейшие звёзды (их найдено около 30) по массе примерно равны Солнцу.

Это первое прямое наблюдательное доказательство, что в ту далёкую эпоху такие маленькие звёзды вообще рождались. Оно поможет прояснить многие трудные вопросы образования светил.

Во-вторых, по абсолютному содержанию (в тоннах) тяжёлых элементов свежеоткрытая звезда самая бедная из известных астрономам. Здесь экстремально низкая концентрация этих веществ накладывается на скромные габариты самой звезды. Общая масса всех элементов тяжелее гелия в составе 2MASS J18082002-5104378 В примерно равна массе Меркурия. Для сравнения: в составе Солнца их наберётся на целых 14 юпитеров.

В-третьих, обе звезды 2MASS J18082002-5104378, как и Солнце, принадлежат тонкому диску Млечного Пути. В этом регионе Галактики ранее не было известно столь древних объектов. И новые оценки возраста системы, полученные Шлауфманом и коллегами, могут уточнить "дату рождения" тонкого диска.

Согласно подсчётам группы, возраст звезды составляет 13,5 миллиарда лет, то есть она образовалась всего через 200–300 миллионов лет после Большого взрыва. Это означает, что тонкий диск разом "состарился" как минимум на три миллиарда лет.

Наконец, наблюдения 2MASS J18082002-5104378 B позволили уточнить модели звёздной эволюции. Полученные данные стали веским аргументом в пользу того, что некоторые звёзды первого поколения ещё живы, и их открытие – дело времени.

"Если наши выводы верны, то звёзды с малой массой, которые состоят исключительно из продуктов Большого взрыва, могут существовать, – заключает Шлауфман. – Хотя мы ещё не нашли такой объект в нашей галактике, он может существовать".

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали о том, как "тяжёлая" звезда раскрыла тайны солнечной активности, и о наблюдении самой далёкой отдельной звезды в истории.