Зірки з раннього Всесвіту знайдено в серці нашої власної галактики

У центрі Чумацького Шляху були виявлені стародавні зірки, що народилися під час Космічного Світанку.

В рамках дослідження, спрямованого на виявлення найстаріших відомих зірок у Всесвіті, вчені провели всебічний пошук цих древніх, але невловимих зірок і виявили, що вони обертаються навколо галактичного центру відносно спокійно, незважаючи на хаос, що панує навколо них.

Результати дослідження під керівництвом астронома Анке Аренсена з Кембриджського університету у Великій Британії були представлені на щорічній Національній астрономічній зустрічі у Великій Британії.

Ми можемо сказати, скільки років зірці, виходячи з того, скільки металу в ній міститься. Коли формувалися перші зірки у Всесвіті, їм доводилося створювати себе з доступних на той час елементів – переважно з водню та гелію. Але ядерні печі, що горіли в їхніх ядрах, почали плавити атоми водню у важчі речовини, від гелію до заліза.

Потім, коли вони вибухали в безладних наднових, вони розкидали ці важчі елементи по всьому космосу, разом з ще важчими елементами, викуваними в енергійних процесах наднових за частки секунди. Таким чином, наступні зорі починали своє життя з більшої частки важчого матеріалу. Чим молодша зоря, тим більше в ній металу.

І навпаки, чим старша зоря, тим менше в ній металу. Ми знайшли чимало таких “незайманих” зірок, що ширяють Чумацьким Шляхом, але здебільшого на його околицях та в галактичному гало. Астрономи вважають, що найстаріша зі старих зірок має бовтатися в центрі галактики, але через те, що цей регіон переважно багатий на метал, і там багато пилу, який заважає нам бачити, їх, як правило, важче знайти.

Анке та її колеги розпочали проєкт під назвою Pristine Inner Galaxy Survey (PIGS), щоб спробувати знайти їх. Аналізуючи спектр світла, що виходить від певної зірки, астрономи можуть знайти довжини хвиль, посилені або послаблені присутністю певних елементів. Вони шукали елементний підпис, характерний для зірок з дуже низьким вмістом металів, і визначили близько 8000 кандидатів.

Подальші спостереження підтвердили хімічний склад бідних на метали зірок, в результаті чого було відібрано близько 1300 стародавніх зірок у центрі галактики. Оскільки їх було знайдено так багато, дослідники змогли провести популяційні дослідження.

Вони використовували дані з обсерваторії Gaia, яка є постійним проєктом зі складання карти тривимірних положень і рухів зірок у Чумацькому Шляху. Завдяки цьому дослідники змогли визначити галактичні орбіти своїх старих зірок.

Аренцен та її колеги виявили, що орбіти давніх зірок навколо галактичного центру відносно повільні.

Крім того, старі зірки мають більш хаотичні орбіти, але вони все одно мають середню орбіту навколо галактичного центру.

Нарешті, орбіти зірок здебільшого повністю містяться в межах галактичного центру. Навіть ті зорі, що рухаються по еліптичних орбітах, як правило, залишаються в центральній частині Чумацького Шляху.

“Захоплює думка про те, що ми бачимо зірки, які сформувалися на ранніх стадіях Чумацького Шляху, раніше практично недосяжні для спостережень. Ці зірки, ймовірно, утворилися менш ніж через мільярд років після Великого вибуху, тому є реліктами раннього Всесвіту”, – говорить Аренсен.

“Доступні дані про ці стародавні об’єкти швидко зростають. Я з нетерпінням чекаю, що ми дізнаємося про ці перші зірки, які заселили нашу Галактику в найближчі кілька років!”

Ви можете стежити за відкриттями команди про ці стародавні зірки на сервері препринтів arXiv.