Нам поистине повезло жить в эпоху, когда существуют современные приборы, такие как космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST), которые приоткрывают завесу тайны над периодом, известным как Космические Тёмные века (также известным как Эпоха реионизации). Благодаря своему сложному комплексу инфракрасной оптики и спектрометров, «Уэбб» наблюдал некоторые из самых ранних галактик во Вселенной, проливая новый свет на историю формирования и эволюции космоса. Увы, остаётся ещё много вопросов о первых звёздах (популяции III), галактиках и чёрных дырах.
Например, до сих пор не решён вопрос о том, формировались ли эти массивные звёзды по отдельности или парами, как это происходит в большинстве современных звёздных систем. Согласно новому исследованию, проведённому учёными из Тель-Авивского университета, первые звёзды в ранней Вселенной формировались в двойных системах. Эти результаты имеют важное значение для наших современных космологических моделей, поскольку эти звёзды сыграли важнейшую роль в последующей эволюции Вселенной. Это включает в себя всё: от формирования ранних сверхновых и обогащения галактик тяжёлыми элементами до создания зародышей первых сверхмассивных чёрных дыр (СМЧД).
Исследование проводилось под руководством Томера Шенара из Школы физики и астрономии Тель-Авивского университета, Хьюза Саны из Католического университета Лёвена в Бельгии и Юлии Боденштейнер из Амстердамского университета. Исследование проводилось в рамках исследования «Binarity at LOw Metallicity» (BLOeM) – международного проекта, в котором участвуют астрономы из США, Великобритании, ЕС, Японии, Канады, Израиля, Греции, Европейской южной обсерватории (ESO) и Научного института космического телескопа (STScI). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Хотя звёзды населения III никогда не наблюдались напрямую, моделирование звёзд показало, что они, вероятно, были очень массивными — до 1000 масс Солнца. Эти модели также предполагают, что они были очень яркими, очень горячими, излучали много ультрафиолетового (УФ) излучения и были очень короткоживущими (продолжительность жизни составляла 100–200 миллионов лет). Кроме того, они состояли почти полностью из водорода и гелия, поскольку более тяжёлые элементы (углерод, кислород, кремний, железо и т. д.) ещё не образовались.
Со временем эти элементы образовались в недрах звёзд населения III путём слияния более лёгких элементов. В конце своей жизни эти звёзды взрывались как сверхновые и сбрасывали свои внешние слои. Это привело к насыщению Вселенной более тяжёлыми элементами, что способствовало формированию планетных систем и сложных органических молекул (СОМ) – строительных блоков жизни. Эти элементы также способствовали формированию последующих поколений звёзд, обусловливая более высокое содержание металлов в их составе (или «металличность»).
Вопрос о том, образовались ли эти звёзды в двойных парах, уже некоторое время является предметом споров, главным образом потому, что (по некоторым оценкам) до 85% всех звёзд находятся в кратных звёздных системах. В двойных парах орбиты настолько близки, что звёзды могут обмениваться веществом и, возможно, сливаться, создавая более массивные объекты, такие как компактные нейтронные звёзды или чёрные дыры. Эта связь влияет не только на эволюцию самих звёзд, но и на галактики, в которых они находятся. В течение своего первого цикла общих наблюдений (цикл 1 ГО) телескоп «Уэбб» наблюдал многие из первых галактик во Вселенной, которые были заполнены массивными звёздами.
Однако огромные расстояния не позволяли астрономам напрямую исследовать структуру этих звёздных систем. Чтобы преодолеть это препятствие, доктор Шенар и её коллеги запустили обзор BLOeM – двухлетнюю наблюдательную кампанию с использованием Очень Большого Телескопа (VLT) в Чили для получения спектров около 1000 звёзд в Малом Магеллановом Облаке (ММО). Как и его спутник – Большое Магелланово Облако (БМО), эта галактика-спутник представляет собой среду с низкой металличностью, сходную с составом ранней Вселенной.
«Спектральный анализ данных позволяет измерять периодические движения звёзд, выявляя тем самым наличие звёздных компаньонов. В результате детального анализа 150 самых массивных звёзд мы обнаружили, что по крайней мере 70% из них входят в состав тесных двойных систем. Это первое прямое и убедительное доказательство того, что массивные звёзды часто существовали в составе двойных систем даже в условиях ранней Вселенной, возможно, даже чаще, чем сегодня», - объясняет Шенар.
Эти результаты решают важный вопрос астрономии и космологии и предоставляют важную информацию о том, как первые звезды и галактики эволюционировали, создав Вселенную, какой мы ее видим сегодня.
По информации https://planet-today.ru/novosti/nauka/item/187141-novye-dannye-pokazyvayut-chto-pervye-zvezdy-vo-vselennoj-rozhdalis-parami
Обозрение "Terra & Comp".
