Космический телескоп Джеймса Уэбба, возможно, наконец-то нашел 1-ю звезду во Вселенной
- При покупке по ссылкам на наши статьи, Future и его партнеры по синдикации могут получить комиссию.
Астрономы обнаружили, что космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), возможно, уже нашел долгожданное первое поколение звезд, родившихся вскоре после Большого взрыва.
Эти начальные звезды, называемые звездами населения III или POP III, обитают в галактике под названием LAP1-B, которая ранее была изучена космическим телескопом стоимостью 10 миллиардов долларов. Свет от этой галактики путешествовал в течение 13 миллиардов лет, чтобы достичь __JWST, что означает, что мы видим LAP1-B, как это было всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва.
Один из ученых, стоящий за открытием, говорит, что это может быть первый раз, когда мы видели такие древние звезды. «Если действительно тогда звезды LAP1-B являются Pop III, это первое обнаружение этих первичных звезд, — сказал руководитель группы Эли Висбал из Университета Толедо. — Чтобы обнаружить звезды POP III, нам действительно нужна чувствительность JWST, а также нам нужно 100-кратное увеличение от гравитационного линзирования из скопления галактик между нами и LAP1-B».
Эта галактика настолько далека, что была видна только высокочувствительному инфракрасному зрению JWST благодаря феномену, впервые предсказанному Альбертом Эйнштейном в его теории общей теории относительности 1915 года. Известный как гравитационное линзирование, это явление описывает увеличение света от удаленного объекта через деформацию пространства промежуточным массивным телом. Гравитационная линза, которая увеличила LAP1-B, представляет собой массивное скопление галактик, которое лежит между Землей и LAP1-B на расстоянии около 4,3 миллиарда световых лет, называемое MACS J0416.1-2403 (MACS0416).
Идентификация первых звезд Вселенной
JWST видит галактику LAP1-B такой, какой она была в эпоху Вселенной, называемую «эпохой реионизации», в течение которой ультрафиолетовый свет от первых звезд и галактик, как полагают, превращает нейтральный газ водорода и гелия в заряженный перегретый газ, называемый плазмой.
Считается, что эти звезды POP III сформировались до этой эпохи; они собрались примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва, после того, как Вселенная расширилась и охладилась достаточно, чтобы позволить электронам и протонам сформировать первые атомы водорода, самого легкого элемента в космосе.
«В стандартной модели космологии звезды POP III образуются в очень маленьких структурах темной материи, которые служат строительными блоками для более крупных галактик, — сказал Висбал. — Таким образом, они учат нас о самых ранних стадиях формирования и эволюции галактик. Они также могут ограничивать свойства темной материи, поскольку альтернативные модели темной материи влияют на то, где они впервые образуются».
Это означает, что астрономы стремились идентифицировать звезды POP III, но это первое поколение звездных тел до сих пор было трудно обнаружить.
«Звезды POP III неуловимы, потому что они в основном формируются в ранние времена, поэтому они очень далеки и находятся в небольших скоплениях», — сказал Висбал.
Поскольку звезды POP III были сформированы в то время, когда Вселенная была заполнена немногим больше, чем водородом и гелием, с небольшим количеством более тяжелых элементов (которые астрономы называют «металлами»), первое поколение звезд должно выделяться из современных «богатых металлами» звезд, таких как Солнце (звезда POP I) из-за их низкой металличности.
Эта низкая металличность оказала еще одно влияние на звезды СОЗ III, что позволило им достичь огромных масс, эквивалентных в 100 раз большем, чем у Солнца, и более того, звезды СОЗ III, как полагают, также группируются в относительно небольших группах из-за их огромных масс.
Больше в науке
Плосконоголовый кот, которого когда-то считали «возможно вымершим», впервые за многие годы
«Симуляция показывает, что, поскольку первичный газ охлаждается менее эффективно, чем газ с тяжелыми элементами, такими как углерод и кислород, во время звездообразования происходит меньше фрагментации газа, — сказал Висбал. — Это приводит к тому, что звезды POP III более массивны, чем звезды, обогащенные металлом, возможно, с типичными массами в 100 раз больше массы Солнца».
Ученые обнаружили, что звезды в LAP1-B окружены газом с минимальными следами металлов, и что они, по-видимому, состоят из групп масс около 1000 солнечных масс.
Эти результаты также показывают, что гравитационное линзирование может быть эффективным способом поиска большего количества звезд СОЗ III в ранние времена или при высоких красных смещениях.
«Пока мы не сделали расчет, я думал, что наша модель обнаружит, что звезды Pop III слишком редки при красном смещении 6,6, чтобы их можно было найти в сильно увеличенной части гравитационной линзы. Я был приятно удивлен, обнаружив, что наши расчеты показали, что они должны быть достаточно распространены, чтобы наблюдать за кластером, таким как MACSJ0416, — заключил Висбал. — Далее мы хотим выполнить более подробное гидродинамическое моделирование перехода от звезд Pop III к звездам Pop II [второе поколение звезд во Вселенной], чтобы увидеть, согласуются ли они со спектром LAP-1B и подобных объектов».
Исследование было опубликовано в конце октября в журнале Astrophysical Journal Letters.
