Астрономы нашли одну из самых неметалличных звезд
Группа испанских астрономов обнаружила примитивную звезду с крайне низким содержанием железа. Объект, получивший название SDSS J0023+0307, стал одной из самых неметалличных звезд из открытых на сегодняшний день, сообщается в The Astrophysical Journal Letters.
Все звезды состоят преимущественно из водорода и гелия, однако они также содержат и более тяжелые элементы, которые в астрономии собирательно называют металлами. Считается, что отношение железа к водороду характеризует содержание всех элементов тяжелее гелия в веществе звезды — этот показатель называется металличностью звезды. Самые древние звезды, например, звезды населения III, почти не содержали металлов, так как на ранних этапах Вселенная состояла из водорода и гелия, а также небольшого количества лития и бериллия. В течение жизни в их недрах синтезировались элементы вплоть до железа, и когда небесное тело погибало, происходил взрыв сверхновой, а из выброшенного вещества образовывалось уже следующее поколение звезд (население II). Содержание металлов в нем оставалось небольшим, однако все равно было выше, чем у предшественников.
Сегодня ученым известно очень мало звезд с относительным содержанием железа [Fe/H] меньше –5, которое высчитывается как разность логарифмов отношения концентрации атомов железа к атомам водорода в звезде и в Солнце. Металличность нашего светила принимается за условный ноль, и тогда, например, если значение [Fe/H] звезды заключено между −2 и−1, то содержание тяжелых элементов в ней будет меньше солнечного в 10—100 раз. Самый бедный на тяжелые элементы объект, древняя звезда SMSS J0313–6708 возрастом около 13,6 миллиардов лет, имеет металличность –7,1. Чтобы расширить понимание эволюции элементов во Вселенной, астрономы стараются найти и другие малометалличные звезды.
Группа ученых под руководством Дэвида Агуадо (David Aguado) из Канарского института астрофизики обнаружила кандидата в низкометалличные звезды в данных спектроскопического обзора SDSS/BOSS. Затем они провели наблюдения с помощью спектрографа, установленного на телескопе WHT и инструмента OSIRIS на телескопе Gran Telescopio Canarias. В итоге исследователям удалось зарегистрировать карлика J0023+0307 с относительным содержанием железа менее –6,6. Кроме того, астрономы выяснили, что относительное содержание углерода в нем меньше 6,3, а его эффективная температура поверхности равна 6188 кельвинов.
Несмотря на то, что ученым удалось установить лишь верхние пределы содержания железа и углерода в J0023+0307, результаты показывают, что небесное тело стало второй наименее металличной звездой, и имеет меньше углерода, чем большинство звезд с содержанием железа ниже –5.
Очень яркую звезду с низкой металличностью в прошлом обнаружили астрономы из Сан-Паулу. Отношения концентрации атомов железа к атомам водорода в звезде составляет −4,1, что значит, что содержание тяжелых элементов в ней меньше, чем в Солнце, примерно в 10 тысяч раз. Интересно, что недавно ученым удалось найти зависимость между химическим составом звезды и окружающими ее планетами. Выяснилось, что рядом со светилами, богатыми железом, чаще встречаются более горячие экзопланеты с коротким периодом вращения.
Кристина Уласович
Для скалярной константы связи удалось уточнить предел почти на порядок
Физики из Великобритании получили наиболее жесткие на сегодняшний день ограничения на параметры ультралегкой темной материи. Для этого они использовали данные атомных часов и новый модельно-независимый подход к изучению вариаций во времени этих параметров и других фундаментальных констант. Работа опубликована в журнале New Journal of Physics. По современным представлениям темной материи во Вселенной примерно в пять раз больше обычного вещества. Она не участвует в электромагнитных взаимодействиях и поэтому недоступна прямому наблюдению. Наиболее вероятные кандидаты на роль темной материи — вимпы — до сих пор экспериментально не обнаружены. Поэтому ученые рассматривают и другие теории о составе темной материи: от сверхлегких частиц, например, аксионов, до первичных черных дыр. Ранее ученые уже использовали данные атомных часов для ограничения параметров ультралегкой темной материи с массой менее 10-16 электронвольт. На этот раз физики Натаниель Шерилл (Nathaniel Sherrill) и Адам О Парсонс (Adam O Parsons) с коллегами из университета Сассекса и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне предложили новый модельно-независимый подход к изучению временных вариаций фундаментальных констант при анализе данных атомных часов. При этом количество свободных параметров увеличилось, что по мнению ученых позволит тестировать различные модели и их константы связи. Чтобы проверить новый подход в действии, физики использовали три типа атомных часов: на основе атомов стронция Sr в решетчатой ловушке, на основе ионов иттербия Yb+ в ловушке Пауля и атомные часы на цезиевом фонтане Cs. Частоты всех часов измерялись относительно водородного мазера, после чего рассчитывались отношения частот Yb+/Sr, Yb+/Cs и Sr/Cs. Это позволило исключить возможные ошибки, связанные с нестабильностью работы мазера из-за изменения параметров окружающей среды. Генерируемые частоты во всех часах зависят от соотношений постоянной тонкой структуры и массы электрона. Поэтому из взаимных измерений частот трех часов можно получить колебания со временем этих констант. Особенностью эксперимента стала независимость измерений от предполагаемой функциональной зависимости констант от времени. Поэтому полученные ограничения могут быть использованы при рассмотрении любых гипотетических моделей. В частности, ученые получили ограничения на константы связи гипотетических частиц темной материи в области масс от 10-20 до 10-17 электронвольт. Для скалярной константы связи dγ(1) физикам удалось исключить новую область параметров, усилив предыдущий предел примерно на порядок. Ученые до сих пор не могут определить параметры темной материи, хотя и видят ее проявления в различных процессах. Чтобы лучше разобраться, какие на сегодняшний день существуют модели, описывающие темную материю, пройдите наш тест.