Астрономы впервые обнаружили углеродные бедные металлами звёзды в спутнике Млечного Пути

С помощью спектрографа BOSS (Baryons Oscillation Spectroscopic Survey) астрономы обнаружили пять новых углеродных бедных металлами звёзд (CEMP) в Большом Магеллановом Облаке (БМО). Это первый случай идентификации подобных звёзд в этой галактике. Об открытии сообщается в статье, опубликованной 15 января на сервере препринтов arXiv.

Бедные металлами звёзды — редкие объекты, на сегодняшний день обнаружено лишь несколько тысяч звёзд с содержанием железа [Fe/H] ниже -2.0. Расширение этого короткого списка чрезвычайно важно для астрономов, так как такие объекты могут улучшить наше понимание химической эволюции Вселенной. Наблюдения показывают, что значительная часть этих звёзд демонстрирует большое избыточное содержание углерода, поэтому они известны как углеродные бедные металлами звёзды (CEMP).

Однако, хотя в нашей галактике идентифицировано множество CEMP-звёзд, существует наблюдательный дефицит этих объектов в карликовых сфероидальных галактиках. Например, до сих пор ни одна такая звезда не была обнаружена в Большом Магеллановом Облаке — карликовом спутнике Млечного Пути.

Чтобы изменить эту ситуацию, команда астрономов под руководством Мадлен Люси из Пенсильванского университета провела поиск CEMP-звёзд, проанализировав данные Слоановского цифрового обзора неба (SDSS).

В этой работе мы используем данные программы SDSS-V Magellanic Genesis для поиска CEMP-звёзд в БМО. (...) Мы представляем открытие первых пяти CEMP-звёзд в крупнейшем карликовом компаньоне Млечного Пути, БМО, с использованием спектров SDSS-V от инструмента BOSS, — пишут исследователи.

Команда Люси проанализировала 381 звезду из каталога SDSS-V DR20 Magellanic Genesis, которые классифицируются как кандидаты в CEMP на основе их спектров. Из этой выборки они отобрали пять звёзд с наименьшей металличностью и самым высоким отношением содержания углерода к железу [C/Fe] для дальнейшего изучения.

Выбранные звёзды обозначены как SDSS 92278782, 96041179, 98320880, 98332219 и 98357416. Их металличность находится в диапазоне от -3,21 до -2,09, а отношение содержания [C/Fe] колеблется от 1,23 до 2,41. Эффективные температуры этих пяти звёзд составляют от 4600 до 4850 К.

Авторы статьи подчёркивают, что пять звёзд, описанных в исследовании, с высокой вероятностью являются CEMP-звёздами. Однако неясно, будет ли классификация CEMP применима за пределами Млечного Пути, учитывая различия в химической эволюции между галактиками разной массы. Поэтому для окончательных выводов о статусе этих звёзд необходимы спектры более высокого разрешения для подтверждения содержания в них элементов, образующихся в процессе захвата нейтронов.

Подводя итоги, исследователи подчёркивают важность своего открытия для будущих исследований.

Открытие этих пяти звёзд представляет собой решающий шаг к пониманию химического состава самых бедных металлами звёзд в БМО. В будущей работе мы планируем однородно проанализировать все спектры БМО и ММО [Малого Магелланова Облака], полученные инструментом BOSS в рамках SDSS-V, чтобы надёжно измерить частоту встречаемости CEMP в этих галактиках, — пишут учёные.

ИИ: Это фундаментальное открытие расширяет границы нашего понимания звездообразования и химической эволюции в разных типах галактик. Обнаружение CEMP-звёзд в БМО, которое имеет иную историю формирования, чем Млечный Путь, может заставить астрономов пересмотреть некоторые модели ранней Вселенной. Особенно интригует вопрос, являются ли механизмы обогащения углеродом универсальными для всех галактик.