Використовуючи Дуже Великий Телескоп (VLT) ESO, дослідники вперше знайшли відбитки пальців, залишені після вибуху перших зірок у Всесвіті. Вони виявили три віддалені газові хмари, хімічний склад яких відповідає тому, що ми очікуємо від перших вибухів зірок. Ці знахідки наближають нас до розуміння природи перших зірок, які утворилися після Великого вибуху.
«Вперше в історії ми змогли ідентифікувати хімічні сліди вибухів перших зірок у дуже віддалених газових хмарах», — каже Андреа Саккарді, аспірант Паризької обсерваторії – PSL, який керував цим дослідженням під час свого магістерську дисертацію у Флорентійському університеті.
Дослідники вважають, що перші зірки, які утворилися у Всесвіті, сильно відрізнялися від тих, які ми бачимо сьогодні. Коли вони з’явилися 13,5 мільярдів років тому, вони містили лише водень і гелій, найпростіші хімічні елементи в природі. [1]Ці зірки, які, як вважають, були в десятки чи сотні разів масивніші за наше Сонце, швидко загинули в результаті потужних вибухів, відомих як наднові, вперше збагативши навколишній газ більш важкими елементами. Пізніші покоління зірок народжувалися з цього збагаченого газу, і, своєю чергою, викидали важчі елементи, коли вони також гинули. Але найперші зірки вже давно минули, тож як дослідники можуть дізнатися про них більше? «Первісні зірки можна вивчати опосередковано, виявляючи хімічні елементи, які вони розсіяли у своєму середовищі після своєї смерті», — каже Стефанія Сальвадорі, доцент Флорентійського університету та співавтор дослідження, опублікованого сьогодні в Astrophysical Journal.
Використовуючи Дуже Великий Телескоп ESO, астрономи знайшли відбитки пальців, залишені вибухами перших зірок. Авторство: ESO
Використовуючи дані, отримані за допомогою ESO VLT у Чилі, команда знайшла три дуже віддалені газові хмари, які спостерігалися, коли вік Всесвіту становив лише 10–15% від його поточного віку, і з хімічним відбитком, який відповідає тому, що ми очікуємо від вибухів перших зірок. Залежно від маси цих ранніх зірок і енергії їх вибухів, ці перші наднові вивільняли різні хімічні елементи, такі як вуглець, кисень і магній, які присутні у зовнішніх шарах зірок. Але деякі з цих вибухів були недостатньо енергійними, щоб викинути важчі елементи, такі як залізо, яке міститься лише в ядрах зірок. Щоб знайти ознаки цих найперших зірок, які вибухнули як наднові низької енергії, команда шукала віддалені газові хмари, бідні на залізо, але багаті іншими елементами. І вони знайшли саме це:
На цій діаграмі показано, як астрономи можуть аналізувати хімічний склад віддалених хмар газу, використовуючи світло фонового об’єкта, наприклад квазара, як маяк.
Цей особливий хімічний склад також спостерігався у багатьох старих зірок у нашій галактиці, які дослідники вважають зірками другого покоління, які утворилися безпосередньо з «попелу» перших. Це нове дослідження виявило такий попіл у ранньому Всесвіті, таким чином додавши відсутню частину до цієї головоломки. «Наше відкриття відкриває нові шляхи для непрямого вивчення природи перших зірок, повністю доповнюючи дослідження зірок у нашій галактиці», — пояснює Сальвадорі.
Щоб виявити та вивчити ці віддалені газові хмари, команда використала світлові маяки, відомі як квазари — дуже яскраві джерела, що працюють від надмасивних чорних дір у центрах далеких галактик. Коли світло від квазара подорожує Всесвітом, воно проходить через газові хмари, де різні хімічні елементи залишають відбиток на світлі.
Щоб знайти ці хімічні відбитки, команда проаналізувала дані кількох квазарів, які спостерігали за допомогою інструменту X-shooter на VLT ESO. X-shooter розділяє світло на надзвичайно широкий діапазон довжин хвиль або кольорів, що робить його унікальним інструментом, за допомогою якого можна ідентифікувати багато різних хімічних елементів у цих далеких хмарах.
