13-миллиардная звезда сделана из материала Большого взрыва

Астрономы нашли то, что могло бы быть одной из самых старых звезд вселенной, настолько древней, что она сделана почти полностью из материалов Большого взрыва.

Открытие этой крошечной звезды, возраст которой примерно 13,5 миллиардов лет, означает, что больше звезд с очень малой массой и очень низким содержанием металлов, вероятно, будут там - возможно, даже некоторые из самых первых звезд Вселенной.

Звезда необычна, потому что в отличие от других звезд с очень низким содержанием металлов, она является частью «тонкого диска» Млечного Пути - части галактики, в которой находится наше собственное солнце.

И поскольку эта звезда очень старая, исследователи говорят, что, возможно, наш галактический район на 3 миллиарда лет старше, чем считалось ранее.

1 на 10 миллионов

«Эта звезда, может быть, одна на 10 миллионов», - говорит ведущий автор Кевин Шлауфман, доцент кафедры физики и астрономии в Университете Джона Хопкинса. «Это говорит нам кое-что очень важное о первых поколениях звезд».

Первые звезды Вселенной после Большого взрыва состояли бы целиком из таких элементов, как водород, гелий и небольшое количество лития. Затем эти звезды произвели в своих ядрах элементы, тяжелее гелия, и вместе с ними заселили вселенную, когда взорвались как сверхновые.

Следующее поколение звезд сформировалось из материальных облаков, пронизанных этими металлами и включивших их в свой состав. Содержание металла, или металличность, во вселенной увеличивалось по мере продолжения цикла рождения и смерти звезды.

Новое открытие составляет всего 14% от размера Солнца и является новым рекордсменом для звезды с наименьшим количеством тяжелых элементов. Он имеет примерно такой же набор тяжелых элементов, как и Меркурий, самая маленькая планета в нашей солнечной системе. (Фото: Кевин Шлауфман / Джонс Хопкинс)

Чрезвычайно низкая металличность недавно обнаруженной звезды указывает на то, что в космическом генеалогическом древе из Большого взрыва может быть удалено всего одно поколение. Действительно, это новый рекордсмен для звезды с наименьшим количеством тяжелых элементов - он имеет примерно такое же содержание тяжелых элементов, что и планета Меркурий. Напротив, наше Солнце на тысячи поколений ниже этой линии и имеет содержание тяжелых элементов, равное 14 Юпитерам.

Астрономы обнаружили около 30 древних «ультраметалых» звезд с приблизительной массой солнца. Звезда Шлауфман и его команда обнаружили, однако, только 14 процентов массы Солнца.

Видя звезды

Звезда является частью двухзвездной системы, вращающейся вокруг общей точки. Команда нашла крошечную, почти невидимую слабую «вторичную» звезду после того, как другая группа астрономов обнаружила гораздо более яркую «первичную» звезду. Эти астрономы также идентифицировали необычное поведение в звездной системе, которое подразумевало присутствие нейтронной звезды или черной дыры. Шлауфман и его команда обнаружили, что это неправильно, но при этом они обнаружили гораздо меньшего спутника видимой звезды.

Существование меньшей звезды-компаньона оказалось большим открытием. Команда Шлауфмана смогла определить ее массу, изучив легкое «колебание» основной звезды, когда на нее притянулась гравитация маленькой звезды.

Еще в конце 1990-х годов исследователи полагали, что только самые массивные звезды могли образоваться на самых ранних стадиях вселенной - и что их никогда нельзя было наблюдать, потому что они сгорают в своем топливе и умирают так быстро.

Но по мере того, как астрономические симуляции становились все более изощренными, они стали намекать, что в определенных ситуациях звезда этого периода времени с особенно малой массой все еще может существовать, даже более 13 миллиардов лет после Большого взрыва. В отличие от огромных звезд, маломассивные могут жить очень долго. Считается, что красные карликовые звезды с долей массы Солнца живут триллионы лет.

Открытие этой новой ультраметалой бедной звезды, названной 2MASS J18082002–5104378 B, открывает возможность наблюдения даже более старых звезд.

«Если наши выводы верны, тогда могут существовать звезды с малой массой, состав которых является исключительно результатом Большого взрыва», - говорит Шлауфман, который также связан с Университетским институтом интенсивной инженерии и науки о данных. «Хотя мы еще не нашли такой объект в нашей галактике, он может существовать».

Результаты появляются в Астрофизическом Журнале.

Дополнительные соавторы из обсерваторий Карнеги в Калифорнии и из Университета Монаш в Австралии. Исследователи использовали наблюдения из глиняного телескопа Магеллана, обсерватории Лас-Кампанас и обсерватории Близнецов.

Источник: Джилл Розен для Университета Джона Хопкинса

Оригинальное исследование DOI: 10.3847 / 1538–4357 / aadd97

Найти больше исследований новости на Futurity.org