Згідно з найбільш широко прийнятою космологічною теорією, перші зірки у нашому Всесвіті утворилися приблизно через 150-1 мільярд років після Великого вибуху. З часом ці зірки почали об'єднуватися, утворюючи кульові скупчення, які повільно зросталися, утворюючи перші галактики - включаючи наш власний Чумацький Шлях. Деякий час астрономи вважали, що цей процес розпочався для нашої галактики приблизно 13,51 мільярда років тому.
Відповідно до цієї теорії астрономи вважали, що найдавніші зірки у Всесвіті були недовговічними масивними, які з тих пір померли. Однак команда астрономів з Університету Джона Хопкінга нещодавно виявила зірку низької маси в "тонкому диску" Чумацького шляху, який становить приблизно 13,5 мільярдів років. Це відкриття вказує на те, що деякі найдавніші зірки у Всесвіті могли бути живими та доступними для вивчення.
Ця зірка була виявлена як супутник 2MASS J18082002–5104378, субгіганту, який знаходиться приблизно в 1 950 світлових років від Землі (у сузір'ї Ара) і має низький вміст металів (металічність). Коли вперше його спостерігали у 2016 році, група відкриттів відзначила незвичну поведінку, яку вони приписували існуванню невидимого супутника - можливо, нейтронної зірки чи чорної діри.
Заради їх дослідження, яке нещодавно було опубліковано в Астрофізичний журнал, команда Джона Хопкінса спостерігала за цією зірковою системою між 2016 та 2017 роками за допомогою телескопів Магеллана в обсерваторії Лас Кампанас в Чилі. Після спостереження за спектрами системи вони змогли помітити наявність надзвичайно слабкої вторинної зірки, яку з тих пір позначали 2MASS J18082002–5104378 B.
У поєднанні з вимірюванням радіальної швидкості своєї первинної, яка давала оцінку маси, команда визначила, що зірка є низькою масою, надзвичайно низькою металічністю. Виходячи з його низького вмісту металів, вони також визначили, що йому 13,5 мільярдів років, що робить його найстарішою зіркою ультра-бідних металів. Це означає, що в космічному плані зірка - це одне покоління, віддалене від Великого вибуху.
Як Кевін Шлауфман - доцент кафедри фізики та астрономії та головний автор дослідження - зазначив у прес-релізі JHU Hub, це була надзвичайно несподівана знахідка. "Ця зірка, можливо, одна з 10 мільйонів", - сказав він. "Це говорить нам про щось дуже важливе про перші покоління зірок".
У той час як астрономи в минулому знайшли 30 старовинних ультра-бідних зірок металів, кожен з них мав приблизну масу Сонця. Зірка Шлауфмана та його команди виявили, проте, лише 14% маси Сонця (що робить його червоним карликом типу М). Крім того, у всіх виявлених раніше ультра-низьких зір металічності в нашій галактиці було встановлено орбіти, які, як правило, відвели їх далеко до галактичної площини.
Однак ця нещодавно відкрита зіркова система орбітує нашу галактику на круговій орбіті (як наше Сонце), яка тримає її відносно близько до площини. Це відкриття кидає виклик багатьом астрономічним умовам, а також відкриває для астрономів дуже цікаві можливості.
Наприклад, астрономи давно теоретизують, що найдавніші зірки, що утворюються після Великого вибуху (відомі як Зоря III Популяції), складалися б цілком з основних елементів - водню, гелію та невеликої кількості літію. Потім ці зірки виробили більш важкі елементи у своїх ядрах, які були випущені у Всесвіт, коли вони досягли кінця свого життя і вибухнули як наднові.
Наступне покоління зірок, що їх формували, складалося в основному з тих самих основних елементів, але також включало хмари цих важчих елементів із попереднього покоління зірок у свій склад. Ці зірки створили більш важкі елементи, які вони потім випустили наприкінці свого життя, поступово збільшуючи металічність зірок у Всесвіті з кожним наступним поколінням.
Коротше кажучи, астрономи до кінця 90-х років вірили, що всі найдавніші зірки (які були б масивними і короткочасними) давно вимерли. В останні десятиліття були проведені астрономічні симуляції, які вказували на те, що зірки з низькою масою з самого раннього покоління ще можуть існувати. На відміну від гігантських зірок, низькомасові карлики (наприклад, червоні карлики) можуть прожити до трильйонів років.
Відкриття цієї нової ультра-бідної зірки не тільки підтверджує цю можливість, але й вказує на те, що в нашій галактиці могло бути набагато більше зірок, які мають дуже малу масу та дуже низьку металевість - що насправді може бути однією з перших зірок Всесвіту. . Як зазначив Шлауфман:
"Якщо наш висновок правильний, то можуть існувати зірки низької маси, які мають винятково результат Великого вибуху. Хоча ми ще не знайшли такого об'єкта в нашій галактиці, він може існувати ».
Якщо це правда, це може дозволити астрономам вивчити, які були умови незабаром після Великого вибуху та до кінця "Темних віків". Цей період, який тривав приблизно 1 мільярд років після Великого вибуху, - це також коли почали утворюватися найдавніші зірки та галактики, але все ще недоступні для наших найпотужніших телескопів. Але зі зірками, що вижили в цей дуже ранній період космічної еволюції, астрономи, нарешті, можуть відкрити вікно в цю таємничу епоху.
Обов’язково сподобається це відео, яке ілюструє орбіту 2MASS J18082002–5104378 B навколо Чумацького Шляху, люб’язно надавши JHU:
