Эпохальное открытие: астрономы получили самые убедительные доказательства существования первых звезд Вселенной
Телескоп Джеймс Уэбб впервые нашел следы звезд «Популяции III»
Международная группа астрономов под руководством Роберто Майолино из Кембриджского университета и Элки Русты из Флорентийского университета обнаружила наиболее убедительные на сегодняшний день доказательства существования древних звезд «популяции III». Используя данные космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST), ученые нашли скопление этих звезд возле объекта-компаньона под названием «Hebe» в галактике GN-z11, образовавшейся через 400 миллионов лет после Большого взрыва. Результаты двух независимых исследований были опубликованы в виде препринтов на сервере arXiv.
На протяжении десятилетий астрономы могли изучать самые первые звезды Вселенной только с помощью теоретических моделей. Теперь же наблюдения с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб выявили, возможно, наиболее убедительные на сегодняшний день доказательства существования этих древних звезд «популяции III», обнаружив их скопление возле небольшого объекта-компаньона, образовавшегося всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва.
Об этом открытии сообщается в двух параллельных исследованиях, опубликованных в виде препринтов на сервере arXiv: одно под руководством Роберто Майолино из Кембриджского университета, а другое Элки Русты из Флорентийского университета. Если это подтвердится, это может открыть прямой путь к наблюдению условий ранней Вселенной и помочь объяснить, как самые первые поколения звезд сформировали все, что появилось впоследствии.
Звезды третьего поколения, также известные как звезды популяции III, это гипотетические первые звезды, которые сформировались во Вселенной примерно через 100–400 миллионов лет после Большого взрыва. Их главное отличие от современных звезд заключается в химическом составе: они возникли из первичных облаков, содержавших исключительно водород и гелий, практически без примеси более тяжелых элементов (которые астрономы называют металлами), таких как углерод, кислород или железо.
Согласно теоретическим моделям, эти звезды были невероятно массивными — от 10 до 100 и более масс Солнца, чрезвычайно горячими и короткоживущими, сгорая всего за несколько миллионов лет, после чего взрывались как сверхновые, впервые обогащая космос тяжелыми элементами для формирования последующих поколений звезд.
В 2024 году Роберто Майолино и его коллеги обнаружили необычный сигнал в гало GN-z11 — одной из самых ярких известных галактик в ранней Вселенной. Используя прибор ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec-IFU на борту JWST, они зафиксировали слабую эмиссионную линию от небольшого объекта-компаньона под названием Hebe, расположенного всего в трех килопарсеках от родительской галактики. Полученная линия соответствовала характеристикам дважды ионизированного гелия: для этого требуется чрезвычайно энергичное излучение.
В сочетании с отсутствием обнаруживаемых металлов в спектре, команда предположила, что наиболее вероятным источником являются звезды третьего поколения, несмотря на то, что такие древние звезды никогда не наблюдались напрямую.
Более детальный взгляд на объект стал возможен благодаря использованию возможностей NIRSpec-IFU с более высоким разрешением. Команда Майолино подтвердила подлинность этого сигнала гелия и разделила его на два отдельных компонента. В своем отдельном исследовании команда Элки Русты независимо обнаружила линию излучения водорода в том же месте, что послужило дополнительным аргументом для идентификации.
Ни в одном из исследований не было обнаружено никаких доказательств наличия более тяжелых элементов в излучении. Как отмечается в работе, «в сочетании с отсутствием обнаруживаемых металлов в спектре, команда предположила, что наиболее вероятным источником являются звезды третьего поколения».
Используя теоретическое моделирование, ученые смогли применить наблюдаемое на Hebe соотношение гелия и водорода, чтобы определить, насколько массивными, вероятно, были эти первые звезды. Их анализ склоняется к распределению масс с преобладанием тяжелых элементов, причем масса большинства звезд находится в диапазоне примерно от 10 до 100 масс Солнца, что согласуется с предсказаниями о том, что первые звезды были горячими и массивными, сформировавшись во Вселенной, еще не обогащенной более тяжелыми элементами.
Хотя для получения более глубоких знаний о жизни этих древних звезд потребуется еще много наблюдений, эти независимые результаты предоставляют одни из самых убедительных доказательств их существования. Опираясь на них, астрономы вскоре смогут узнать больше о происхождении структур, формирующих нашу Вселенную сегодня.
Научные публикации:
Elka Rusta, Stefania Salvadori, Roberto Maiolino, Viola Gelli et al, The Pristine HeII Emitter near GN-z11: Constraining the Mass Distribution of the First Stars, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2603.20363
Roberto Maiolino, Hannah Übler, Michele Perna, Joris Witstok et al, The search for Population III: Confirmation of a HeII emitter with no metal lines at z=10.6, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2603.20362
Присоединяйтесь к нам в соцсетях
