Астрономы нашли звезду с самым низким содержанием железа

Астрономы обнаружили звезду с самой низкой из когда-либо определенных концентраций железа и других тяжелых элементов. Это позволяет узнать больше о процессах, происходивших в ранней Вселенной, и ее химической эволюции. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org

Металлами в астрофизике принято называть элементы тяжелее водорода и гелия. Самые первые звезды, возникшие во Вселенной, состояли только из этих двух элементов, а также небольшого количества лития и бериллия. Затем в недрах звезд происходило образование более тяжелых элементов, которые впоследствии попадали в межзвездную среду на финальных стадиях их эволюции. Звезды следующих поколений содержали в себе все большее количество металлов. Таким образом поиск звезд и галактик с низким уровнем металличности является важной задачей для понимания процессов, происходивших в ранней Вселенной.

Содержание металлов в звезде определяется как разность логарифмов отношения концентрации атомов железа к атомам водорода в звезде и в Солнце. При этом уровень металличности Солнца принимается за условный ноль. Для старых звезд значение [Fe/H] заключено между −2 и −1, что означает, что содержание тяжелых элементов в них меньше, чем в Солнце, в 10—100 раз. Самой бедной металлами считается звезда SMSS J0313–6708, возрастом около 13,6 миллиардов лет, для которой верхняя граница уровня металличности оценивается менее −7,3. Наиболее бедными железом звездами, для которых были получены достаточно точные оценки металличности, являются HE 1327-2326, HE 0107−5240 и SD 1313−0019, для которых значение Fe/H равно, соответственно, −5,7, −5,4 и −5.

Группа астрономов во главе с Томасом Нордландером (Thomas Nordlander) сообщает об открытии звезды SMSS 1605−1443, которая характеризуется как ультра-бедная металлами звезда, с самой низкой из когда-либо определенных концентраций железа. Она расположена в гало Млечного пути, на расстоянии около 36 тысяч световых лет от Земли, и была обнаружена в ходе обзора неба, проводимого телескопом SkyMapper. В дальнейшем она изучалась при помощи спектрографа WIFES, установленного на 2,3-метровом телескопе ANU, и спектрографа MIKE, установленного на одном из 6,5-метровых Магеллановых телескопов.

SMSS 1605−1443 представляет собой звезду из ветви красных гигантов, с эффективной температурой около 4850 кельвинов. Значение [Fe / H] для нее составляет −6,2, это самое низкое значение, когда-либо определенное. При этом звезда богата углеродом ([C / Fe] = 3,9), а также кальцием, магнием и титаном, которые являются элементами, рожденными в ходе α-процесса. Обилия элементов, образованных в ходе s- или r-процессов, не было обнаружено. Предполагается, что вещество звезды было обогащено остатками вещества маломассивной (около десяти масс Солнца) сверхновой звезды населения III.Дальнейшие наблюдения за этой звездой должны позволить провести более подробный химический анализ и понять ее происхождение. 

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы обнаружили признаки существования возможно самых первых звезд во Вселенной, увидели в космосе первую молекулу Вселенной и нашли самую бедную металлами карликовую галактику.

Александр Войтюк