Карлик Скульптор — это небольшая галактика, которая вращается вокруг нашего Млечного Пути, как Луна вращается вокруг Земли. Большие галактики, такие как Млечный Путь, могут содержать несколько сотен миллиардов звезд, но Скульптор является домом только для нескольких миллионов. Поскольку все звезды Скульптора расположены на одинаковом расстоянии от нас, их возраст можно определить, изучив их цвет и яркость. Этот метод сообщает астрономам, что Скульптор, как и многие карликовые галактики, давно прекратил свое развитие.
В то время как Млечный Путь формировал звезды на протяжении 14 миллиардов лет существования Вселенной, самым молодым звездам Скульптора 7 миллиардов лет. Таким образом, карликовые галактики дают ученым возможность увидеть, как галактики выглядели в ранние эпохи Вселенной.Звезды во всех галактиках рождаются из схлопывающихся облаков пыли и газа.
Всего через несколько миллионов лет после того, как они начнут гореть, самые массивные из этих звезд взрываются титаническими взрывами, называемыми сверхновыми. Эти взрывы засевают окружающий газ элементами, которые были созданы звездами при их жизни.
Эти элементы затем включаются в формирование следующего поколения звезд. Обычно этот процесс носит циклический характер, и каждое поколение звезд вносит больше элементов в сырье, из которого будет сформирован следующий набор звезд.
Астрономы, надеющиеся узнать о первых этапах формирования галактик после Большого взрыва, могут использовать химический состав звезд, чтобы помочь им разгадать историю нашей собственной и близлежащих галактик. Элементы тяжелее водорода, гелия и лития могут производить только звезды.
Чем больше звезд образует галактика, тем больше она становится обогащенной тяжелыми элементами.Таким образом, молодые звезды содержат большее количество тяжелых элементов, произведенных десятками или сотнями сверхновых, в то время как самые старые звезды имеют очень простой химический состав с небольшим количеством тяжелых элементов.
Обычно звезды характеризуются количеством железа, которое они содержат, потому что железо является относительно распространенным элементом и его почти всегда легче всего обнаружить астрономам.Команда, в которую также входили Хизер Джейкобсон и Анна Фребель из Массачусетского технологического института, а также бывший постдок Карнеги Джош Адамс, изучили пять звезд в Скульпторе, измерив содержание 15 элементов в каждой. Две самые примитивные звезды содержат менее половины магния и кальция, чем можно было бы ожидать, исходя из содержания в них железа, и всего на 10 процентов больше кремния, чем аналогичные звезды в других галактиках.«Единственный способ объяснить нехватку магния, кальция и кремния в этих звездах — это то, что их тяжелые элементы были образованы менее чем четырьмя сверхновыми, и эти сверхновые должны были быть редким типом взрыва», — объяснил Саймон.
Астрономы пришли к выводу, что эти две примитивные звезды, вероятно, образовались из газового облака, засеянного тяжелыми элементами, образованными всего лишь одной ранее взорвавшейся звездой. Эта родительская звезда считается одной из самых первых звезд, когда-либо сформировавшихся в Sculptor.«Скорее всего, мы видим остатки только одной сверхновой», — добавил Якобсон.
«Эти звезды дают нам беспрецедентное представление о самой ранней истории другой галактики», — сказал Фребель.