Учёные нашли древнее кладбище необычных звёзд внутри гало нашей Галактики
Млечный путь около двух миллиардов лет назад разбросал сборище чрезвычайно старых звёзд, и учёные нашли их остывшие остатки
Поток Феникса, окружающий Млечный путь, в представлении художника
Астрономы обнаружили остатки древнего семейства звёзд, разорванного на части нашей Галактикой, Млечным путём, примерно два миллиарда лет назад.
Когда-то эти старые звёзды составляли шаровое скопление – сферическое образование звёзд – пока не столкнулись с гало Млечного пути на расстоянии порядка 60 000 световых лет от Земли, после чего на этом месте образовалась звёздная река, которую люди назвали “поток Феникса” [Phoenix Stream]. Это отжившее своё скопление, предок Феникса, “занимает особое место, кардинально отличающееся от наблюдаемых сегодня в местной части Вселенной шаровых скоплений”, написали учёные в работе, опубликованной в журнале Nature.
“Поток Феникса” отличает от остальных крайне низкое содержание металлов (астрономы называют “металлами” все элементы тяжелее гелия). Оно оказалось гораздо ниже т.н. “порога металличности“, соблюдение которого астрофизики считали необходимым условием для формирования шаровых скоплений. Открытие этого экстремального примера переворачивает все наши представления о формировании этих круглых структур, что в итоге повлияет на наше понимание процессов формирования галактик и их эволюции.
Предок Феникса, очевидно, родился очень давно, в окружении, лишённом тяжёлых элементов – однако неясно, как ему удавалось так долго сопротивляться приливным силам Млечного пути. Нам известно лишь, что около двух миллиардов лет назад наша Галактика захватила своей гравитацией это скопление, и зашвырнула звёзды в галактическое гало, что говорит о том, что там могут встретиться и другие необычные останки.
“Потрясающе иметь отношение к такому неожиданному открытию, – сообщил нам по емейлу ведущий автор работы Чжэнь Вань, аспирант из Сиднейского университета в Австралии. – Для этого понадобилось много работы, и было весьма удивительно узнать, что поток Феникса происходит из шарового скопления”.
“Металличность Феникса, его химическое обогащение значительно ниже, чем у любого из известных шаровых скоплений в Млечном пути, – добавил он. – Это стало неожиданностью – все известные шаровые скопления химически более богаты, чем Феникс. Большой вопрос – почему!”
Один из важных ключей к разгадке заключается в химической эволюции звёзд, шедшей 13,8 млрд лет со дня появления Вселенной. В первых звёздах практически не содержалось металлом, однако каждое новое поколение звёзд куёт такие тяжёлые элементы, как углерод, кислород, никель, железо и золото, которые затем попадают в следующее поколение молодых звёзд. Соответственно, со временем звёзды становятся химически всё более сложными и богатыми металлами, а их металличность отражает свойства газа, из которого они родились.
И тут появляется поток Феникса. Эту звёздную ленту обнаружила в 2016 году Коллаборация по спектроскопическому наблюдению за южным звёздным потоком при англо-австралийском телескопе. Это был проект, предназначенный для обнаружения и разметки звёздных потоков в гало Млечного пути.
Команда Ваня смогла подсчитать количество металлов в звёздах Феникса на основании закономерностей их свечения. Это привело к неожиданному открытию того, что содержание металлов в них находится на уровне 0,3-0,4% от солнечного. Это самая нижняя граница того, что учёные ожидают найти в шаровых звёздных скоплениях.
“Наша команда была в восторге, обнаружив, что металличность потока Феникса ниже нижнего предела металличности, – сказала Тинг Ли, астрофизик из обсерваторий Карнеги, и один из соавторов исследования. – Сначала я не могла в это поверить, и подумал, что мы где-то напортачили, но несколько людей проверили расчёты независимо друг от друга, и мы, наконец, удостоверились в реальности этого”.
Но каким бы возбуждающим не было это открытие, Ли указывает на то, что “металличность звёздных потоков в прошлом не изучали из-за недостатка наблюдений”, поэтому команда надеется в будущем найти больше этих странных потоков с низким содержанием металлов.
“Думаю, нам нужно браться за это с обоих концов, – пояснила Ли. – С одной стороны идут наблюдения: нужно проверить наличие других шаровых скоплений в нашем Млечном пути (или таких разрушенных шаровых скоплений, как поток Феникса), отличающихся чрезвычайно малой металличностью.
С другой – теоретические модели формирования шаровых скоплений, которые теоретики смогут улучшить, чтобы объяснить наше открытие, а также предсказать, насколько вероятно их появление”, – добавила она.
Такие изощрённые лаборатории, как космический телескоп имени Джеймса Уэбба или европейский космический телескоп Гея, смогут помочь найти больше подобных бедных металлами скоплений-кладбищ звёзд.
“Ясно, что предок потока Феникса отличается от остальных, – сказал Вань. – Он родился в месте или во времени, отличавшихся от всех остальных шаровых скоплений, поэтому он может сообщить нам важные сведения о формировании галактик”.
“Имея достаточно данных об этих древних структурах, мы сможем всецело понять свойства шаровых скоплений и галактик в ранней Вселенной, а потом раскрыть происхождение предка потока Феникса”, – заключил он.
Vkontakte
Twitter
Одноклассники
