Астрономи відшукали у Великій Магеллановій Хмарі десять дуже малометалевих зірок, зокрема зірку, збагачену речовиною наднової однієї з перших зірок у Всесвіті. Їхні властивості говорять про те, що процеси зореутворення в ранній Великій Магеллановій Хмарі та прото-Молочному Шляху відрізнялися. Стаття опублікована в журналі Nature Astronomy.
Дослідити динаміку процесів зореутворення в ранні епохи життя Всесвіту можна через спостереження за дуже далекими галактиками, що досить трудомістко. Альтернативою виступають старі зірки з малою металічністю, які можна відшукати в Чумацькому Шляху і близьких галактиках, особливо в карликових та ізольованих галактиках. З цього погляду пошуки і дослідження малометалевих зірок у Великій Магеллановій Хмарі (наймасивніша галактика-супутник Чумацького Шляху) дають змогу перевірити, чи відрізняється збагачення внутрішньогалактичного середовища хімічними елементами і зореутворення в далеких протогалактиках від того, що відбувалося в ранньому Чумацькому Шляху.
Група астрономів на чолі з Анірудом Чіті (Anirudh Chiti) з Чиказького університету представила результати пошуку зірок з низькою металічністю у Великій Магеллановій Хмарі. Спочатку цікаві цілі відбирали з каталогу даних космічного телескопа Gaia, потім дослідники розраховували їхні властивості за допомогою моделей, а також спектроскопічних даних, отриманих одним із наземних Магелланових телескопів.
Вчені виявили десять цікавих зірок, які гравітаційно пов’язані з галактикою і рухаються разом з нею. Їхня металічність у 300-12000 разів менша за сонячну, що майже на два порядки менше, ніж у інших зірок Великої Магелланової Хмари з виміряним складом. Найнижча металічність ([Fe/H] = -4,13) відповідає зірці LMC-119, яка стала зіркою з рекордно низькою металічністю, відомою у всіх зовнішніх галактиках. Передбачається, що це зірка покоління II, яка була збагачена речовиною від вибуху наднової зірки покоління III масою 10-50 мас Сонця.
Цікаво, що знайдені зірки виявилися сильно біднішими на вуглець, ніж старі зірки з гало Чумацького Шляху, крім того, немає свідоцтв значного збагачення європієм та іншими елементами, що утворюються в результаті r-процесу, у деяких зірок також спостерігається дефіцит барію і стронцію. Це говорить про відмінності в механізмах збагачення елементами серед ранньої Великої Магелланової Хмари в порівнянні з раннім Чумацьким Шляхом.
Припускається, що на перших стадіях еволюції Великої Магелланової Хмари міг мати місце неефективний процес зореутворення, а події, які дають змогу протікати r-процесу, як-от вибухи наднових, виникали в галактиці відносно пізно, коли металічність газу сягнула [Fe/H] = -2,5. Можливо також, що частина знайдених зірок могла бути акреційована в галактику з дрібніших систем-прабатьків.
Цікаві факти про наднові
- Визначення наднової: Наднова — це вибух зірки наприкінці її життєвого циклу, коли вона випускає величезну кількість енергії, стаючи на короткий час одним із найяскравіших об’єктів у Всесвіті. Цей процес може збільшити яскравість зірки у мільярди разів.
- Типи наднових: Існує два основних типи наднових. Тип I пов’язаний зі зірками у подвійних системах, де одна зірка накопичує матерію від свого супутника до того моменту, коли відбувається термоядерний вибух. Тип II відбувається, коли велика зірка споживає всю свою ядерне паливо і її ядро колапсує.
- Вплив на галактику: Наднові відіграють ключову роль у розподілі елементів у космосі. Елементи важчі за залізо, такі як золото та уран, утворюються під час вибухів наднових та розкидаються по космосу, збагачуючи міжзоряне середовище.
- Спостереження наднових: Найяскравіша в історії спостережувана наднова, SN 1006, була зафіксована в 1006 році н. е. Вона була настільки яскравою, що можна було бачити її навіть вдень. Цей вибух дозволив астрономам давнини зробити значні відкриття.
- Наднова Кеплера: Ще одна відома наднова, наднова Кеплера, була виявлена у 1604 році відомим астрономом Йоганом Кеплером. Це була остання наднова, спостережена у нашій галактиці.
- Значення для науки: Вивчення наднових допомагає астрономам краще зрозуміти процеси еволюції зірок, формування галактик та розподіл елементів у Всесвіті. Наднові використовуються також як “стандартні свічки” для вимірювання відстаней у космосі.