Эти звезды населения III были бы огромными — в несколько сотен или даже тысяч раз массивнее Солнца — пылали горячими и преходящими — взрывались как сверхновые всего через два миллиона лет. Но до сих пор поиск физических доказательств их существования был безрезультатным [2].
Команда под руководством Дэвида Собрала из Института астрофизики и космических наук, факультета наук Лиссабонского университета в Португалии и Лейденской обсерватории в Нидерландах теперь использовала Очень большой телескоп ESO, чтобы заглянуть в древнюю Вселенную. до периода, известного как реионизация, примерно через 800 миллионов лет после Большого взрыва. Вместо того, чтобы проводить узкое и глубокое исследование небольшой области неба, они расширили свой кругозор, чтобы произвести самый широкий обзор очень далеких галактик, который когда-либо предпринимался.Их обширное исследование было проведено с использованием VLT с помощью обсерватории У. М. Кека и телескопа Субару, а также космического телескопа Хаббла НАСА / ЕКА.
Команда обнаружила и подтвердила ряд удивительно ярких очень молодых галактик. Один из них, обозначенный CR7 [3], был исключительно редким объектом, безусловно, самой яркой галактикой, когда-либо наблюдавшейся на этой стадии во Вселенной [4].
С открытием CR7 и других ярких галактик исследование уже было успешным, но дальнейшие исследования предоставили дополнительные захватывающие новости.Инструменты X-shooter и SINFONI на VLT обнаружили сильную эмиссию ионизированного гелия в CR7, но, что очень важно и удивительно, никаких признаков каких-либо более тяжелых элементов в ярком кармане в галактике. Это означало, что команда обнаружила первые убедительные доказательства скоплений звезд населения III, которые имели ионизированный газ внутри галактики в ранней Вселенной [5].
«Открытие бросило вызов нашим ожиданиям с самого начала, — сказал Дэвид Собрал, — поскольку мы не ожидали найти такую яркую галактику. Затем, раскрывая природу CR7 по частям, мы поняли, что не только обнаружили, далеко самая яркая далекая галактика, но также начала понимать, что у нее есть все характеристики, ожидаемые от звезд населения III. Именно эти звезды сформировали первые тяжелые атомы, которые в конечном итоге позволили нам оказаться здесь. более захватывающе, чем это ".
Внутри CR7 были обнаружены более голубые и несколько более красные скопления звезд, что указывает на то, что формирование звезд населения III происходило волнообразно, как и было предсказано. Команда непосредственно наблюдала последнюю волну звезд населения III, предполагая, что такие звезды должно быть легче найти, чем считалось ранее: они находятся среди обычных звезд, в более ярких галактиках, а не только в самых ранних, самых маленьких и самых тусклых галактиках, которые настолько слабы, что их чрезвычайно трудно изучать.Джоррит Матти, второй автор статьи, заключил: «Я всегда задавался вопросом, откуда мы.
Еще в детстве я хотел знать, откуда берутся элементы: кальций в моих костях, углерод в моих мышцах, железо в моя кровь. Я обнаружил, что они были впервые сформированы в самом начале Вселенной, первым поколением звезд.
Примечательно, что с этим открытием мы действительно впервые начинаем видеть такие объекты ».Планируются дальнейшие наблюдения с помощью VLT, ALMA и космического телескопа Хаббл НАСА / ЕКА, чтобы вне всяких сомнений подтвердить, что наблюдаемые объекты являются звездами населения III, а также для поиска и идентификации дальнейших примеров.
Примечания[1] Название Население III возникло потому, что астрономы уже классифицировали звезды Млечного Пути как Население I (звезды, подобные Солнцу, богатые более тяжелыми элементами и образующие диск) и Население II (более старые звезды, с низким содержанием тяжелых элементов. содержимого и обнаружены в выпуклости и гало Млечного Пути, а также в шаровых звездных скоплениях).[2] Найти эти звезды очень сложно: они просуществовали бы очень недолго и светили бы в то время, когда Вселенная была в значительной степени непрозрачной для их света. Предыдущие результаты включают: Nagao, et al., 2008, где ионизированный гелий обнаружен не был; De Breuck et al., 2000, где был обнаружен ионизированный гелий, но наряду с углеродом и кислородом, а также явные признаки активного галактического ядра; и Cassata et al., 2013, где был обнаружен ионизированный гелий, но очень низкой эквивалентной ширины или слабой интенсивности, наряду с углеродом и кислородом.[3] Прозвище CR7 — это аббревиатура от COSMOS Redshift 7, мера его места с точки зрения космического времени.
Чем выше красное смещение, тем дальше видна галактика и тем дальше в истории Вселенной она видна. Например, A1689-zD1, одна из старейших из когда-либо наблюдавшихся галактик, имеет красное смещение 7,5.
CR7 находится в поле COSMOS, тщательно изученном участке неба в созвездии Секстанта (Секстант).Это прозвище было навеяно великим португальским футболистом Криштиану Роналду, известным как CR7.[4] CR7 в три раза ярче, чем предыдущий обладатель титула Химико, который считался единственным в своем роде.[5] Команда рассмотрела две альтернативные теории: источник света был либо от звезды AGN, либо от звезды Вольфа-Райе.
Отсутствие тяжелых элементов и других доказательств решительно опровергает обе эти теории. Команда также посчитала, что источником может быть черная дыра с прямым коллапсом, которая сама по себе является исключительным экзотическим и чисто теоретическим объектом. Отсутствие широкой линии излучения и тот факт, что светимости водорода и гелия были намного больше, чем предсказывалось для такой черной дыры, указывает на то, что это тоже маловероятно.
Отсутствие рентгеновского излучения еще больше опровергло бы эту возможность, но необходимы дополнительные наблюдения.