Древние звёзды гало Млечного Пути указали на важный этап химической эволюции галактики

Международная команда астрономов приблизилась к разгадке тайны происхождения древнейших звёзд, окружающих нашу галактику в виде огромного «ореола». Это исследование, основанное на анализе звёзд с крайне низким содержанием металлов, значительно меньшим, чем у Солнца, выявило закономерности, способные изменить представления о ранней эволюции Млечного Пути.

Ученые изучали звёзды, содержание железа в которых по крайней мере в 100 раз ниже, чем у Солнца. Для этого были использованы спектры высокого разрешения, позволяющие определить как химический состав, так и возраст объектов. Температура звёзд оценивалась на основе изменений в линии Hα (люминисценция водорода) с использованием трёхмерных моделей, учитывающих неравномерное нагревание атмосферы звезды. Этот подход позволил значительно сократить погрешности, характерные для более простых методов.

Важнейшим достижением стало обнаружение явно выраженного «излома» в соотношении доли магния к железу. График зависимости содержания магния от уровня железа продемонстрировал резкий перегиб в точке, где металличность звёзд составляет около 600-ой доли солнечной. Этот сдвиг отражает изменения в процессах роста химического богатства галактики: от преобладания вкладу первых массивных звёзд (богатых магнием) к более медленному увеличению железа благодаря эволюции менее массивных светил.

Расчёты, учитывающие неравномерное распределение энергии в атмосферных условиях звёзд (эффекты NLTE), упростили данные втрое для красных гигантов. Для звёзд-карликов трёхмерные модели оказались более точными, увеличивая расчётную долю магния на 0,2 пункта по сравнению с традиционными методами — это сравнимо с переходом от наброска к точному чертежу. Средний возраст исследованных объектов оценивается в 12,5 миллиардов лет, что делает их ровесниками ранней стадии Млечного Пути.

Кинематический анализ подтвердил принадлежность звёзд гало, но не показал признаков крупных слияний с другими галактиками. Хотя часть объектов движется по орбитам, напоминающим последствия древних космических столкновений (например, Gaia-Enceladus), их химический состав ничем не отличается от состава «аборигенных» звёзд гало. Это ставит под сомнение методы классификации древних небесных объектов по их траекториям.

Астрономы исследуют два возможных сценария возникновения звёзд: формирование в изначальной зарождающейся структуре Млечного Пути 12,5 миллиардов лет назад или их миграция из нескольких карликовых галактик с аналогичными условиями. Для проверки гипотез потребуется исследование дополнительных элементов, таких как алюминий и натрий, с использованием 3D-моделей.

Настоящее исследование не только уточняет хронологию эволюции галактик, но и подчёркивает важность новых методов спектрального анализа. Введение в эксплуатацию телескопов нового поколения позволит астрономам воссоздать целостную картину формирования галактического гало — от первых звёзд в истории Вселенной до современного облика Млечного Пути.

Источник: iXBT