|
Возможно, мы сможем увидеть первые галактики
|
|
|
|
Звезды третьей популяции (PopIII) представляют собой главный приз астрономии: первое поколение звезд, родившихся из первозданного водорода и гелия, образовавшихся в результате Большого взрыва. Эти теоретические гиганты, потенциально в сотни раз более массивные, чем наше Солнце, должны были принципиально отличаться от любых звезд, которые мы видим сегодня. Они практически не содержали "металлов" - астрономического термина, обозначающего элементы тяжелее гелия, поскольку во Вселенной их еще не существовало.
|
|
|
|
Несмотря на невероятную мощность космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), эти древние звезды остаются до сих пор неуловимыми. Традиционные поиски были сосредоточены на поиске систем, полностью не содержащих металлов, в поисках кратких признаков заметного выброса гелия без какого-либо загрязнения тяжелыми элементами. Такой подход создает невероятно узкое окно обнаружения.
|
|
|
|
Поиски приняли неожиданный оборот благодаря новому исследованию под руководством Эльки Руста (Elka Rusta) из Университета Флоренции в Италии, в котором предлагается революционный подход: вместо того, чтобы стремиться к идеальной чистоте, исследуйте галактики на этапе их "самозагрязнения". Это происходит, когда первые массивные звезды взрываются как сверхновые и рассеивают тяжелые элементы в окружающем газе, но первоначальные звезды, не содержащие металлов, все еще ярко горят.
|
|
|
|
В течение этого переходного периода галактики PopIII могут испускать заметные металлические линии, в то время как в них по-прежнему находятся только звезды, не содержащие металлов. Газ демонстрирует химическое обогащение, характерное для первых сверхновых, создавая заметные сигнатуры, несмотря на то, что сами звезды сформировались из первозданного материала. Это представляет собой гораздо более длительный и заметный промежуток времени, чем мимолетный момент полного отсутствия металла.
|
|
|
|
|
|
|
Исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, также содержит обнадеживающие новости о сроках обнаружения. Команда исследователей предполагает, что характерное излучение гелия галактиками PopIII может длиться до 20 миллионов лет и остается частично видимым даже во время "гибридной" фазы, когда звезды первого и второго поколений сосуществуют. Хотя по космическим меркам это и ненадолго, но значительно дольше, чем считалось возможным ранее.
|
|
|
|
Команда разработала новые диагностические инструменты, использующие ультрафиолетовые металлические линии для выявления кандидатов. Применяя существующие данные JWST из исследования JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), они выявили девять галактик-кандидатов, у которых более 25% звездной массы приходится на звезды, не содержащие металлов, что значительно больше, чем в предыдущих исследованиях.
|
|
|
|
Новый метод позволяет определить конкретные соотношения линий излучения, в частности, между дважды ионизированным кислородом и бета-водородом, что открывает возможности для более легко обнаруживаемых источников. Вместо того, чтобы полагаться на отсутствие сигналов, что всегда сложно подтвердить, этот подход позволяет выявлять характерные закономерности.
|
|
|
|
Успешное выявление загрязненных металлами галактик PopIII изменило бы наше представление о самом раннем периоде Вселенной. Эти наблюдения могут раскрыть, как первые тяжелые элементы распространились по ранним галактикам, и проследить трансформацию Вселенной от простого, богатого водородом и гелием, к гораздо более сложному химическому коктейлю, который мы наблюдаем сегодня.
|
|
|
|
Источник
|
