За допомогою комплексу Дуже великого телескопа астрономи виявили три далекі газові хмари, в яких залишилися сліди перших зір у Всесвіті. Хімічні речовини від спалахів найперших наднових збереглися у хмарах, які існували, коли вік Всесвіту складав всього півтора мільярда років. Присвячене відкриттю дослідження опубліковане у The Astrophysical Journal.
Художнє зображення хімічних слідів від перших зір у газових хмарах. ESO
Як знайшли сліди світил?
Теоретичні розрахунки передбачають, що перші зорі у Всесвіті (так зване зоряне Населення III) були набагато масивнішими за сучасні та сягали мас у тисячі мас Сонця. Наприкінці своєї еволюції вони, так само як і сучасні світила, спалахували надновими, що забагачувало простір навколо елементами, які народжувалися у ході нуклеосинтезу в надрах зір. Ці хімічні відбитки астрономам вдалося знайти за допомогою комплексу Дуже великого телескопа (VLT) у давніх газових хмарах.
Як хмари вберегли сліди?
Енергія спалаху зорі, коли вона вибухає надновою, а також хімічні елементи, які утворилися в її надрах, залежать від маси світила. Що більша маса зорі, то більше металів (елементів, важчих за гелій) вона могла утворити, тоді як менші світила не могли збагатити ними простір навколо так, щоб вміст металів переважав над вмістом легких елементів. Щоб відрізнити сліди найперших зорь від сучасних, які народжувалися у вже збагаченому важкими елементами середовищі, астрономи шукали сліди низькоенергетичних спалахів, які утворювали перші зорі меншої маси. Викинута ними речовина містила б багато вуглецю та інших легких елементів, як-от кисень і магній, але менше металів.
Під опис хімічного складу підійшли три газові хмари, відкриті астрономами на червоних зсувах z 3-4. Вони утворилися, коли вік Всесвіту складав 2-1,5 мільярда років. На думку астрономів, хмарам вдалося зберегти хімічні сліди перших світил завдяки тому, що вони достатньо розсіяні, щоб не провокувати нове зореутворення, яке б забруднило хмари хімічними продуктами своєї еволюції.
Раніше ми розповідали про найдавніше протоскупчення галактик, яке відкрили за допомогою телескопа «Джеймс Вебб».