Астрономы, возможно, обнаружили первые звёзды во Вселенной

Астрономы, возможно, нашли первые звёзды, сформировавшиеся после Большого взрыва. Исследователи под руководством Ари Висбала из Университета Толедо (Огайо) считают, что обнаружили так называемые звёзды Населения III (Pop III) при детальном анализе данных космического телескопа «Джеймс Уэбб» о далёкой галактике LAP1-B.

Звёзды Населения III — это первое поколение звёзд, состоявших только из гелия, водорода и следовых количеств лития — элементов, оставшихся после Большого взрыва. Они сформировались примерно через 200 миллионов лет после рождения Вселенной. Эти звёзды крайне редки, так как они давно погибли, но учёные надеялись, что их слабый свет всё же можно будет обнаружить.

Предыдущие кандидаты в звёзды Населения III не подтверждались, поскольку не соответствовали трём ключевым теоретическим предсказаниям: формирование в небольших сгустках тёмной материи (гало), огромная масса и образование небольшими скоплениями.

Идеальное совпадение с теорией?

В статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters, команда заявляет, что их открытие удовлетворяет всем трём условиям. Система Pop III звёзд сформировалась именно в предсказанной среде — сгустке тёмной материи массой около 50 миллионов масс Солнца. Сами звёзды оказались массивными — от 10 до 1000 масс Солнца — и были сгруппированы в небольшое скопление общей массой в несколько тысяч солнечных.

LAP1-B — первый кандидат в звёзды Населения III, который согласуется с тремя ключевыми теоретическими предсказаниями для классических источников Pop III, — пишут исследователи.

Дополнительным доказательством служит газ вокруг LAP1-B, который показывает характерные спектральные сигнатуры и содержит лишь следовые количества металлов. Это согласуется со сценарием, в котором система настолько молода, что первые массивные звёзды недавно погибли в виде сверхновых, «загрязнив» газ этими ранними элементами.

Что дальше?

Хотя открытие чрезвычайно важно, это ещё не окончательное подтверждение обнаружения звёзд Населения III. Остаются неопределённости, например, точное количество материала, выброшенного первыми сверхновыми, и точность современных компьютерных моделей, описывающих физику ранней Вселенной.

Тем не менее, это исследование прокладывает путь для поиска других далёких объектов, например, путём комбинации мощности «Джеймса Уэбба» с методом гравитационного линзирования, который и позволил обнаружить LAP1-B.

LAP1-B может быть лишь верхушкой айсберга в исследовании звёзд Населения III с помощью гравитационного линзирования от скоплений галактик, — добавила команда.

Звёзды Населения III — один из «Святых Граалей» современной астрофизики. Их изучение может пролить свет на процессы, происходившие в первую миллиардную долю секунды после Большого взрыва, и помочь понять, как последующие поколения звёзд обогатили Вселенную тяжёлыми элементами, необходимыми для возникновения жизни.