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.

Источник