Астрономы на пороге величайшего открытия: найдены первые звёзды Вселенной?

Вот уже много лет астрономы ведут охоту на звёзды первого поколения — первичные реликты, оставшиеся с юности нашей Вселенной. И сейчас, похоже, они наконец их нашли. Ари Висбал из Университета Толедо (Огайо) и его коллеги полагают, что смогли разглядеть так называемые звёзды Населения III (Pop III). Это стало возможным благодаря детальному анализу предыдущих наблюдений космического телескопа «Джеймс Уэбб» за далёкой галактикой с кодовым названием LAP1-B.

Считается, что звёзды Населения III состоят исключительно из гелия, водорода и следовых количеств лития — тех самых элементов, что остались после Большого взрыва. Они зажглись одними из первых, примерно через 200 миллионов лет после начала существования Вселенной. Эти светила невероятно редки, так как они давно погибли, однако учёные не оставляли надежды, что слабый свет от этих древних объектов можно будет уловить.

Все предыдущие кандидаты в звёзды Населения III в итоге отвергались, поскольку не соответствовали трём главным теоретическим предсказаниям об их свойствах и формировании. Согласно им, эти звёзды должны были:

1. Образовываться в небольших сгустках тёмной материи (гало).

2. Иметь чрезвычайно большую массу.

3. Формироваться небольшими скоплениями.

Идеальное совпадение с теорией?

В своей статье, опубликованной в «The Astrophysical Journal Letters», группа исследователей заявляет, что их открытие удовлетворяет всем трём требованиям. Во-первых, система звёзд Pop III сформировалась именно в той среде, которую предсказывали учёные, — в сгустке тёмной материи массой около 50 миллионов масс Солнца.

Во-вторых, сами звёзды оказались массивными — от 10 до 1000 масс нашего светила. Эти гиганты собрались вместе, но лишь небольшими группами общей массой в несколько тысяч солнечных масс, что подтверждает и третье предсказание.

«LAP1-B — это первый кандидат в звёзды Населения III, который согласуется с тремя ключевыми теоретическими предсказаниями для подобных источников», — пишут исследователи.

Дополнительные доказательства поступают из газа, окружающего LAP1-B. Его спектральные signatures и практически полное отсутствие металлов указывают на то, что эта система настолько молода, что некоторые из первых массивных звёзд недавно закончили свой жизненный цикл, взорвавшись как сверхновые и загрязнив газ первыми тяжёлыми элементами.

Что же дальше?

Хотя это открытие, без сомнения, волнующе, оно ещё не является стопроцентным подтверждением существования звёзд Населения III. Остаются неопределённости, например, точное количество вещества, выброшенного первыми сверхновыми, и насколько современные компьютерные модели точно описывают физику ранней Вселенной.

Однако пока научное сообщество ждёт окончательного вердикта, это исследование прокладывает путь для поиска других далёких объектов. Комбинированная мощь «Джеймса Уэбба» и техники гравитационного линзирования, которая и позволила обнаружить LAP1-B, означает, что это открытие может быть лишь началом.

«LAP1-B, возможно, представляет лишь верхушку айсберга в исследовании звёзд Населения III с помощью гравитационного линзирования скоплениями галактик», — добавляет команда.

Если открытие подтвердится, оно станет не просто очередной строчкой в учебниках по астрономии, а настоящим прорывом, позволяющим заглянуть в самую юность космоса. Эти первые звёзды были непохожи ни на что во Вселенной сегодня. Их колоссальная масса и чистота состава делали их гигантскими «фабриками» по производству первых тяжёлых элементов, которые затем рассеялись по космосу в результате взрывов сверхновых, закладывая основу для формирования следующих поколений звёзд, планет и, в конечном счёте, жизни.

Изучение LAP1-B и подобных ей объектов может помочь ответить на фундаментальные вопросы о том, как зажглись самые первые источники света, положившие конец «тёмным векам» Вселенной, и как происходило её первоначальное химическое обогащение. Охота только начинается, и, вооружившись «Джеймсом Уэббом» и новыми методами, астрономы уверены, что вскоре мы найдём и другие фрагменты этой древней космической мозаики.