Ученые обнаружили следы самых первых звезд в Млечном Пути

Ученые Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук впервые обнаружили в Млечном Пути следы самых первых звезд, которые недолго просуществовали в ранней Вселенной и взорвались в виде сверхновых. Это открытие поможет более полно понять эволюцию звезд и галактик во Вселенной.

Парно-нестабильные сверхновые – это яркие сверхновые, предшественниками которых являются очень массивные звезды с низкой металличностью. Такие звезды удерживают внешние слои от коллапса за счет внутреннего давления высокоэнергетического гамма-излучения. Гамма-лучи взаимодействуют с атомными ядрами, производя электрон-позитронные пары, и при возрастании температуры звезды и энергии излучения процесс рождения пар становится лавинообразным. В результате давление гамма-излучения снижается до критического уровня и становится неспособным удерживать звезду от коллапса.

Ученые провели наблюдения за звездой LAMOST J1010+2358, располагающейся в гало Млечного Пути, с помощью телескопа Subaru. Эта звезда была обнаружена в 2015 году и отличается очень низкой металличностью с чрезвычайно малым содержанием α-элементов, то есть таких химических элементов (от гелия до никеля), которые производятся, когда ядра легких элементов в недрах звезд поглощают α-частицы. Ни одна другая звезда не имела такого низкого содержания α-элементов, что делает ее химический состав вероятной сигнатурой, указывающей на существование очень массивных звезд в ранней Вселенной.

Результаты нового исследования, уточнившего содержание α-элементов, показали, что звезда LAMOST J1010+2358 имеет чрезвычайно низкое содержание атомов натрия и кобальта. LAMOST J1010+2358 также демонстрирует очень большую разницу содержания элементов с нечетным и четным зарядом, таких как натрий и магний или кобальт и никель.

Авторы исследования считают, что четно-нечетный эффект наряду с дефицитом натрия и α-элементов согласуется с предсказанием первичных парно-нестабильных сверхновых, предшественниками которых являются звезды с массой более 140 масс Солнца. Таким образом, LAMOST J1010+2358 является первой обнаруженной звездой, которая возникла из остатков звезд первого поколения.