Найдена галактика «первых звёзд», возникшая на миллиарды лет позже, чем ожидалось

Исследователи Тсинхуа выявили галактику MPG-CR3 (CR3), образовавшуюся примерно 11 млрд лет назад, поразительно лишённую «металлов». В астрономии под «металлами» понимают все элементы тяжелее водорода и гелия. Это сенсационное наблюдение бросает вызов существующим моделям эволюции галактик и может свидетельствовать о присутствии в CR3 звёзд «третьего поколения» — самых первых светил во Вселенной.

Звёзды третьего поколения — гипотетические объекты, возникшие из первичного вещества вскоре после Большого взрыва. Они должны состоять преимущественно из водорода и гелия, поскольку тяжёлые элементы ещё не успели синтезироваться в звёздных ядрах. До настоящего момента такие звёзды оставались неуловимыми. Их поиски традиционно сосредоточены на эпохе реионизации, охватывающей первый миллиард лет после Большого взрыва, когда, как предполагается, зажглись первые светила.

CR3 выявили благодаря наблюдениям космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), Очень Большого телескопа (VLT) и телескопа «Субару». Спектроскопия показала исключительно чистые линии водорода и гелия, при этом сигналы «металлов» практически отсутствуют. По оценкам, доля тяжёлых элементов в звёздах CR3 не превышает 0,7 % солнечного уровня. Судя по всему, самой галактике около 2 млн лет, что в галактических масштабах делает её крайне юной.

Однако спектр CR3 лишён одного из ключевых признаков звёзд третьего поколения — эмиссионной линии He II. Учёные выдвигают два возможных объяснения. Во-первых, в этом диапазоне может доминировать мощная линия OH от другого источника, скрывая следы He II. Во-вторых, излучение He II могло ослабнуть, поскольку его интенсивность резко падает уже через несколько миллионов лет после старта звездообразования.

По мнению исследователей, CR3 сохранила чистоту благодаря тому, что возникла в так называемой «космической пустоте» — регионе с очень разреженным веществом. Когда газовое облако, давшее начало галактике, схлопнулось и приступило к звездообразованию, обогащённые металлами потоки из соседних областей ещё не проникли в эту зону. Такая изоляция позволила CR3 сформировать собственное первейшее поколение звёзд, не затронутое внешними процессами.

Если подтвердится, что CR3 действительно населена звёздами третьего поколения, это будет прорывом в исследовании ранней Вселенной. Её относительная близость по сравнению с предполагаемыми зонами поиска упростит детальное изучение. Ключевым станет либо обнаружение линии He II, либо убедительный анализ причин её отсутствия, что окончательно закрепит за CR3 статус первой галактики с истинно первозвёздным населением.

Источник: iXBT