В начале всего, после Большого взрыва, были только водород и гелий. Остальные элементы сформировались позже — либо в ядрах звезд, в результате звездных столкновений, либо в других астрофизических процессах. До сих пор водород и гелий составляют большую часть материального мира, поэтому астрономы называют все остальные элементы «металлами».
По количеству металлов можно составить представление о возрасте звезды. Самые древние звезды содержали только два первородных элемента. Газопылевое облако, выброшенное при их гибели, содержало бы некоторые металлы, как и звезды второго поколения. С каждым поколением в смесь добавляется немного больше металлов, поэтому чем выше металличность звезды, тем она, как правило, моложе. Например, наше Солнце возрастом всего 5 млрд лет имеет высокую металличность.
Первые звезды, вероятно, давно исчезли из космоса. Чтобы запустить термоядерный синтез в ядре звезды, состоящей только из водорода и гелия, требуется большая масса, а звезды большой массы очень быстро сгорают. Поэтому астрономы обычно ищут древнейшие объекты на самой дальней границе наблюдаемой Вселенной — в галактиках с низкой металличностью.
Однако есть еще один вариант — первые звезды могли дать начало некоторым звездам второго поколения низкой массы. Если бы эти звезды имели массу меньше солнечной, они жили бы достаточно долго, чтобы сохраниться до наших дней. И недавно астрономы нашли как раз такую звезду. Открытие описано на портале препринтов arXiv.
Этот красный гигант, известный как SDSS J0715−7334, находится в гало Большого Магелланова Облака. Металличность этой звезды настолько низка, что даже у самых далеких, самых первозданных галактик, которые мы наблюдали, металличность в 10 раз выше, чем у этой звезды. SDSS J0715−7334 — самый близкий к первозданной, бедной металлами звезде объект, который мы находили. Ее химический состав рассказывает нам несколько интересных вещей о раннем звездообразовании.
Прежде всего, изучая относительное содержание таких элементов, как углерод, магний и железо, по отношению к водороду, мы можем оценить размер звезды-прародителя. Если SDSS J0715-7334 является звездой второго поколения, то она сформировалась внутри остатка сверхновой массой в 30 солнечных, что удивительно мало. Другой интересный аспект — исключительно низкое содержание углерода. Это удивительно, поскольку массивные звезды являются эффективными производителями углерода, азота и кислорода благодаря гелиевому CNO-циклу термоядерного синтеза. Нехватка углерода предполагает, что в регионе звездообразования было много охлажденной пыли, что необходимо для формирования небольших ранних звезд.
Наконец, движение SDSS J0715-7334 в пределах Большого Магелланова Облака говорит о том, что она сформировалась в гало этой маленькой галактики и не является просто пролетающим мимо гостем. Это означает, что мы, вероятно, найдем больше таких звезд в нашей галактической окрестности, а значит, мы сможем сравнивать наблюдения далеких галактик с наблюдениями локальных первозданных звезд.
Ранее Наука Mail писала о том, что в гало Млечного Пути обнаружена звезда с очень низким содержанием металлов.
