Окно в рождение Вселенной: звезда SDSS J0715-7334 оказалась вдвое беднее металлами, чем все известные ранее

Группа астрономов под руководством Александра Джи из Чикагского университета, совместно с астрофизиком Карнеги Джуной Коллмайер, возглавляющей проект Sloan Digital Sky Survey-V (SDSS-V), обнаружила самую нетронутую звезду из известных во Вселенной. Объект, получивший название SDSS J0715-7334, был идентифицирован с использованием данных SDSS-V и последующих наблюдений на телескопах Magellan в обсерватории Лас-Кампанас Института Карнеги в Чили. Результаты этой работы были опубликованы в авторитетном журнале Nature Astronomy.

Астрономы из Чикагского университета и обсерваторий Карнеги совершили прорыв в поисках самых ранних звезд Вселенной, обнаружив объект второго поколения, сформировавшийся вскоре после Большого взрыва. Звезда SDSS J0715-7334 представляет собой уникальное окно в процессы зарождения звезд и галактик, так как она содержит минимальное количество тяжелых элементов, возникших в результате звездного нуклеосинтеза. Как объяснил руководитель исследования Александр Джи, все более тяжелые элементы, которые астрономы называют металлами, образовались в недрах первых звезд и при их взрывной гибели. Поэтому звезда с экстремально низким содержанием металлов является свидетельством того, что она сформировалась из материала, лишь незначительно загрязненного после гибели первых звезд.

Исследовательская работа также имеет важное образовательное измерение. Несколько соавторов статьи являются студентами Чикагского университета, которых Джи привез в обсерваторию Лас-Кампанас во время весенних каникул. Именно во время этого полевого курса, который он назвал «Полевой курс астрофизики», студенты получили уникальную возможность участвовать в реальном научном открытии. Джи отметил, что его собственная любовь к астрономии началась с первого визита в LCO, и ему было особенно важно передать этот опыт своим ученикам. Уже в первую ночь наблюдений на телескопе Magellan Clay, используя спектрограф MIKE, группа подтвердила, что SDSS J0715-7334 является новым рекордсменом по звездной чистоте.

Значение этого открытия выходит за рамки одного объекта. Как подчеркнула Джуна Коллмайер, поскольку астрономы пока не могут наблюдать отдельные звезды на заре звездообразования, изучение их древних объектов является единственным способом проверить теории эволюции звезд и сверхновых. Масштабные обзоры, такие как SDSS-V, который под ее руководством собирает миллионы спектров по всему небу, обладают необходимой статистической мощностью, чтобы находить эти редкие «иголки в стоге сена». В данном случае данные SDSS-V, полученные с телескопа Дюпон в Лас-Кампанасе, позволили предварительно отобрать кандидатов с очень низким содержанием металлов, а последующие наблюдения на более мощных телескопах Magellan подтвердили их уникальность.

Тесное сотрудничество между различными инструментами в чилийской обсерватории сыграло ключевую роль. Директор научных обсерваторий Карнеги Майкл Блэнтон отметил, что экосистема телескопов Лас-Кампанас была критически важна для всех этапов работы: от съемки SDSS-V на телескопе Дюпон до детального анализа на телескопе Клэя. Это сотрудничество также наглядно демонстрирует, как инновационные приборы способствуют открытиям на протяжении всего срока службы телескопов. После подтверждения открытия Джи оперативно перестроил программу наблюдений на остаток семестра, чтобы студенты могли посвятить больше времени углубленному изучению своей находки, что стало для них наглядным уроком того, как гибкость и быстрота реакции необходимы для научных прорывов.

Дополнительный анализ спектра, полученного на Магеллановых телескопах, показал, что содержание металлов в SDSS J0715-7334 составляет менее 0,005% от солнечного уровня. Это делает ее вдвое беднее металлами, чем предыдущий рекордсмен, и в 40 раз беднее железом, чем самая бедная железом из известных ранее звезд.

Особенно примечательным является экстремально низкое содержание железа и углерода. Используя данные миссии Gaia Европейского космического агентства, исследователи также определили, что звезда находится на расстоянии примерно 80 000 световых лет от Земли и не является уроженкой Млечного Пути: она сформировалась в другом месте и была притянута в нашу галактику гравитацией в процессе ее эволюции.

Краткий итог исследования: в результате работы астрономы обнаружили звезду SDSS J0715-7334, которая является самой нетронутой и бедной металлами звездой из всех известных на сегодняшний день. Ее химический состав, вдвое более примитивный, чем у предыдущего рекордсмена, и в 40 раз беднее железом, чем самые бедные железом звезды, предоставляет уникальные данные для понимания процессов нуклеосинтеза в первых звездах Вселенной.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях