Астрономы из Института астрофизики и космических исследований, Лиссабонского университета и Лейденской обсерватории обнаружили самую яркую из ранее известных молодых галактик, получившую обозначение CR7. Как оказалось, она содержит в себе звезды, принадлежащие к III типу населения, аналогичные первым звездам Вселенной. Ранее их существование было предсказано лишь теоретически. Исследование принято к публикации в Astrophysical Journal (препринт), а кратко с ним можно ознакомиться в пресс-релизе Южной Европейской обсерватории.
Исследователи с помощью Очень Большого Телескопа, а также телескопов обсерватории Кека и «Хаббла» провели самый обширный на данный момент обзор далеких галактик. Свет от них идет настолько долго, что астрономы видят их такими, какими они были миллиарды лет назад. В новом исследовании ученые рассмотрели галактики, сформировавшиеся в эпоху реионизации, спустя всего 800 миллионов лет после Большого Взрыва. В результате обзора астрономы обнаружили ряд чрезвычайно ярких и молодых галактик, самая яркая среди которых CR7.
По словам ученых, само по себе обнаружение столь яркой галактики является важным научным результатом. Светимость в лаймановской спектральной линии водорода втрое превысила предыдущий рекорд среди объектов ранней Вселенной, принадлежащий галактике Himiko. Однако, анализируя спектр излучения, астрономы обнаружили еще одну особенность галактики — в ней практически нет спектральных линий, соответствующих элементам тяжелее гелия. Это важная характеристика, указывающая на наличие в галактике скоплений звезд III типа населения, никогда ранее не наблюдавшихся.
Давид Собрал, соавтор работы
«Мы не ожидали найти столь яркую галактику. А затем, шаг за шагом раскрывая природу CR7, мы поняли, что нашли не только самую яркую из известных удаленных галактик, но и что она имеет все характеристики, свойственные гипотетическому звездному населению типа III. Именно в таких звездах образовались первые во Вселенной тяжелые атомы, из которых теперь состоим и все мы. Это просто удивительно!»
Наряду с ними, в галактике удалось найти и более привычные звезды, спектр которых смещен в красную область. По словам авторов, это свидетельствует о волнообразном процессе формирования звезд населения III, предсказанном теорией. Обнаруженные скопления, по всей видимости, принадлежат к последней такой волне.
Для точного подтверждения того, что найденные звезды принадлежат именно III типу, исследователи планируют провести дополнительные наблюдения с помощью телескопов ALMA, «Хаббл» и Очень Большого Телескопа. Кроме того, они надеются найти подобные объекты среди звезд других ярких галактик, аналогичных CR7.
Первыми звездами, образовавшимися в ранней Вселенной были звезды III типа населения. Именно они были двигателями процесса реионизации, выступали в роли фабрик по производству тяжелых элементов. Изначально же они состояли лишь из водорода, гелия и следовых количеств лития, образовавшихся вследствие Большого Взрыва. По существующим предположениям, масса первых звезд могла превышать солнечную в тысячи раз, а температура их поверхности измерялась десятками тысяч кельвинов. Такие объекты существовали недолго, около пары миллионов лет, а затем становились сверхновыми.