В ранней Вселенной что-то произошло: в первых звездах обнаружен элемент, которого не должно быть

Фото: NASA

Астрономы из Кембриджского университета, Великобритания, сообщили о том, что анализ данных, полученных космическим телескопом Уэбб указывает на то, что в одной из самых первых галактик было обнаружено на удивление большое содержание тяжелых химических элементов. При этом был обнаружен углерод в самых первых звездах, который не должен находиться в галактике, родившейся всего через 350 млн лет после Большого взрыва, пишет ScienceAlert.

После того, как появилась Вселенная, она состояла в основном из водорода. Также в ее составе было небольшое количество гелия, и еще меньше — лития и бериллия. Это первые химические элементы в периодической таблице.

Металлы и металличность

Все элементы, которые являются более тяжелыми, чем водород и гелий в астрономии называют металлами. Соответственно наполненность этими металлами звезд и галактик называют металличностью. Большинство металлов создаются исключительно в недрах звезд, которые затем взрываются сверхновыми и засевают космос этими элементами. Таким образом следующие поколения звезд становятся более металличными.

Авторы нового исследования заявили, что анализ света, полученного от древнейшей галактики, показывает, что ее звезды имеют в своем составе углерод. Но это сложно представить, ведь звезды, появившиеся в столь ранний период истории Вселенной, то есть через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, почти не имеют в своем составе металлов, как предполагают теории.

Эти первые звезды принадлежат к звездному населению III, то есть первому поколению звезд во Вселенной, которые до сих пор по отдельности еще никогда не видели астрономы. Это были огромные, очень яркие и очень горячие звезды, которые существовали недолго и взрывались сверхновыми.

Данное открытие может изменить представление об эволюции ранней Вселенной

Авторы исследования говорят, то анализ света очень далекой галактики показывает наличие удивительно большого количества углерода в ее составе. То есть звезды в этой галактике могут содержать углерод, которого здесь не должно быть. Это противоречит теории о том, что звезды из населения III практические не имели металлов в своем составе.

Из этого ученые делают предположение, что могли существовать и еще более древние звезды, которые и были настоящим первым поколением звезд. После взрыва они наполнили космос более тяжелыми металлами, созданными в их недрах, и таким образом тот же углерод вошел в состав звезд населения III. В этом случае данное открытие меняет представление об эволюции ранней Вселенной.

С другой стороны, телескоп Уэбб мог увидеть свет не обычных древних звезд, что показало высокую металличность галактики, а других объектов. Например, в центре этой галактики существует сверхмассивная черная дыра, которая во время бурного поглощения материи создает яркое активное галактическое ядро. Возможно световой сигнал пришел из этого ядра. То есть высокая металличность галактики может быть связана с активностью черной дыры.

Еще одним источником углерода в галактике могут быть звезды, принадлежащие к асимптотической ветви гигантов. Это последняя стадия жизни некоторых звезд, во время которой также может выделяться углерод. Но, чтобы обычные звезды достигли этой стадии им нужно было прожить намного дольше, чем жили самые первые звезды.

В любом случае, это открытие наличия большого количества металлов в очень ранней галактике имеет важнейшее значение для понимания эволюции ранней Вселенной. Но ученые пока точно не могут сказать, откуда в этой галактике взялось так много углерода. Пока что, рассматривается версия о том, что более древние звезды произвели этот углерод, а затем он попал в состав звезд населения III. Но это только гипотеза и ученые продолжат наблюдение за этой галактикой, а также за другими такими же древними галактиками, чтобы найти возможные закономерности, которые могли бы приоткрыть завесу выявленной тайны.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform