Галактика Геба, обнаруженная космическим телескопом Джеймса Уэбба и существовавшая всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва, по-видимому, содержит чрезвычайно чистые и молодые звезды.
Художественное изображение процесса формирования звёзд в ранней Вселенной. Адольф Шаллер от STScI/NASA
Астрономы получили наиболее убедительные на сегодняшний день изображения некоторых из первых звезд Вселенной. Эти звезды не похожи ни на какие другие звезды, которые мы видели, и могут помочь нам понять важнейшие свойства ранней Вселенной, такие как масса самых ранних звезд и то, как они формировали те, которые образовались позже.
Считается, что первые звёзды, образовавшиеся во Вселенной, состояли почти исключительно из водорода и гелия, без более тяжёлых элементов. Они также были огромными и невероятно горячими, в сотни раз массивнее и на десятки тысяч градусов горячее Солнца.
Но поскольку большинство этих так называемых звёзд третьего поколения жили лишь относительно недолго, прежде чем взорваться, астрономам до сих пор не удалось окончательно обнаружить галактику, населённую ими, потому что они существовали на очень ранних этапах истории Вселенной.
Теперь Роберто Майолино из Кембриджского университета и его коллеги обнаружили, что галактика Геба, группа звезд, существовавшая всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва, обладает всеми признаками галактики, населенной звездами третьего поколения.
Помимо того, что в галактике нет наблюдаемых элементов тяжелее водорода или гелия, свет, исходящий от неё, сконцентрирован вокруг характерной частоты, связанной с гелием, лишённым электронов — явление, на которое способны только чрезвычайно горячие звёзды, такие как звёзды третьего поколения. «Похоже, что звёзды третьего поколения, насколько нам известно, являются наиболее правдоподобным объяснением», — говорит Майолино. «Все остальные объяснения крайне неудовлетворительны».
Геба была впервые обнаружена Майолино и его командой в 2024 году с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), где в ее спектре, как казалось, присутствовала линия ионизированного гелия, характерная для звезд третьего поколения, но оставалось неясным, является ли эта линия реальной или исходит из другой галактики, а также могут ли в звездах присутствовать более тяжелые металлы.
Однако после дальнейших наблюдений с помощью телескопа JWST исследователи обнаружили вторую линию, связанную с ионизированным водородом и исходящую из того же источника, что указывает на то, что линия гелия действительно существовала.
«Я потратила много времени на тщательное изучение данных, чтобы убедиться в достоверности обнаружения этой линии», — говорит член команды Ханна Юблер из Мюнхенского университета имени Людвига Максимилиана в Германии. «Когда стало ясно, что мы видим пик [ионизированного водорода] и в остальном никаких линий не обнаружено, это было действительно потрясающе. Это был замечательный момент, когда мы узнали и получили доказательство того, что то, что мы утверждали несколько лет назад, действительно правда, что здесь мы имеем гелий и водород, что указывает на сценарий популяции III».
Результаты убедительны, и наличие линии ионизированного гелия предполагает, что мы наблюдаем чрезвычайно горячие объекты, что и ожидается от звезды третьего поколения, — говорит Дэниел Уэйлен из Университета Портсмута, Великобритания, — но это не является окончательным выводом, поскольку у нас пока нет необходимой точности, чтобы исключить наличие более тяжелых элементов, которые сделали бы их более зрелыми звездами второго поколения.
Галактику, заполненную таким количеством звезд третьего поколения, как предсказывают Майолино и его команда, также трудно объяснить с помощью моделирования ранней Вселенной, проведенного астрономами, которое показало, что первые звезды часто формировались в относительно изолированных и разреженных скоплениях.
«Речь идёт не просто о гонке за то, чтобы обозначить звёзды третьего поколения, заявив, что мы их нашли, и на этом всё. На самом деле, мы уже многое узнаём», — говорит Майолино. Если подтвердится, что звёзды в созвездии Гебы относятся к третьему поколению, они могут дать нам важную информацию о ранней Вселенной, добавляет он.
Майолино и его команда уже использовали первые наблюдения Гебы, чтобы смоделировать, насколько массивными могли быть первые звезды, и обнаружили, что большинство из них примерно в 10–100 раз массивнее Солнца, а гораздо меньше — меньше.
DOI arXiv : arXiv:2603.20362
DOI arXiv : arXiv:2603.20363
Источник: www.newscientist.com
