Проучване откри особен химически отпечатък от една от първите звезди във Вселената

След Големия взрив във Вселената не е имало източници, излъчващи светлина, което е известно като „тъмната епоха“. Първите звезди във Вселената слагат край на този процес, поставяйки началото на Космическата зора или ерата на звездите.

Знаем много малко за най-ранните звезди във Вселената, особено по отношение на разпределението на масата им. Сега учени от Китай са направили странно откритие за най-ранните звезди във Вселената.

Екипът включва учени от Китай, Австралия и Япония, ръководени от професор д-р Джао Ганг от Националните астрономически обсерватории на Китайската академия на науките (НАОК) в Пекин.

Екипът използва данни от телескопи в Китай и САЩ, за да открие химически доказателства от една от най-ранните звезди във Вселената.

Жизненият цикъл на една звезда

Жизненият цикъл на една звезда се определя от нейната маса. Звездите с малка маса, като Слънцето в крайна сметка изстиват и се превръщат в бели джуджета. От друга страна, звездите с голяма маса изгасват при експлозия на свръхнова и завършват като неутронни звезди или черни дупки.

Но за най-ранните звезди във Вселената не разполагаме с никаква информация за това как е приключил техният жизнен цикъл. Според числени симулации масата на ранните звезди се предполага, че е достигала до няколкостотин пъти масата на нашето Слънце.

Смята се, че тези звезди от първо поколение, известни още като първични звезди са били масивни и са варирали от 140 до изумителните 260 пъти масата на нашето Слънце. Те са били съставени единствено от водород и хелий, като са липсвали по-тежките елементи, синтезирани от по-късните звезди.

Животът им е завършвал с експлозия, много различна от познатата ни днес експлозия на свръхнова, наречена свръхнова с двойна нестабилност (PISN).

Според астрономите, PISN се различават много от обикновените свръхнови и оставят уникален химически „подпис“ в атмосферата на звездите от следващо поколение. Досега тези подписи не са открити.

LAMOST J1010+2358

Изследователите са анализирали данни от 2 телескопа с висока разделителна способност – телескопа Subaru на Хаваите и многообектният спектрален телескоп LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope) близо до Пекин.

Екипът изследва химическите следи на тези ранни звезди в ореола на нашата галактика Млечен път. По-специално те се съсредоточили върху звезда, наречена LAMOST J1010+2358. Звездата е с особен химичен отпечатък.

Според данните на екипа, J1010+2358 има изключително ниско съдържание на натрий и кобалт, като съотношението между натрий и желязо е над 100 пъти по-ниско от това на Слънцето. Освен това звездата демонстрира значителни вариации в изобилието на елементи с нечетен и четен заряд, като например натрий/магнезий и кобалт/никел.

В прессъобщение д-р Синг Цянфан, първи автор на изследването, казва:

„Своеобразната вариация нечетен-четен заряд, заедно с дефицита на натрий и α-елементи в тази звезда са в съответствие с прогнозата за първични PISN от първо поколение звезди с 260 слънчеви маси.“

Освен това изобилието на желязо в J1010+2358 е значително по-голямо от това на най-бедните на метали звезди в галактическото хало. Това показва, че звездите от второ поколение създадени в газа, доминиран от PISN, може да са по-богати на метали отколкото се очаква.

Наблюдението на особения химичен състав на J1010+2358 дава убедителни доказателства за съществуването на много масивни звезди в ранната Вселена. То потвърждава предсказаните от числените симулации химически признаци на PISN, получени от звезди с над 140 слънчеви маси.

Резултатите от това изследване са фундаментални за астрономията, астрофизиката и космологията. Животът и смъртта на най-ранните звезди допринасят за познанията ни за химическата еволюция на галактиките, звездообразуването и образуването на елементите.

Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature.