Астрономы отыскали загрязненные веществом первых звезд Вселенной газовые облака

Астрономы отыскали три далеких газовых облака, химический состав которых указывает на загрязнение веществом первых звезд во Вселенной, взорвавшихся как низкоэнергетические сверхновые. Они бедны тяжелыми элементами, но содержат ряд легких элементов. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Первые звезды, появлявшиеся во Вселенной, (или звезды населения III) образовывались из химически чистого газа, который, в основном, содержал водород и гелий. Считается, что они были массивнее, чем современные звезды, а их масса могла, возможно, доходить до тысячи масс Солнца. Когда эти светила гибли, порождая взрывы сверхновых, то межзвездная среда обогащалась различными тяжелыми элементами, рожденными во время звездного нуклеосинтеза.

Чтобы разобраться, как шел процесс химической эволюции ранней Вселенной, ученые ищут очень бедные металлами (элементами, тяжелее гелия) газовые облака при больших значениях красного смещения, химический состав которых мог бы указывать на обогащение веществом первых звезд. Предполагается, что они могут демонстрировать избыток углерода и других легких элементов и содержать мало элементов, рожденных во время процесса нейтронного захвата. Это будет происходить, если взрывы сверхновых звезд населения III были низкоэнергическими, и в космос выбрасывались внешние оболочки.

Группа астрономов во главе с Андреа Саккарди (Andrea Saccardi) из Парижской обсерватории сообщила об обнаружении трех газовых облаков на красных смещениях z~3—4, которые, по мнению ученых, загрязнены веществом первых звезд. Исследователи занимались анализом спектров ста квазаров с красными смещениями z∼3,5—4,5, полученных с помощью спектрографа X-shooter, установленного на наземном комплексе телескопов VLT, из которых выбрали 37 случаев, которые могли представлять собой оптически плотные и относительно рассеянные (иначе в них будут рождаться новые звезды) облака газа, химические элементы в которых поглощали часть излучения квазаров на пути к земному наблюдателю.

Исследователи определили 14 очень бедных металлами систем, три из которых (J0835+0650 при z = 3,51256, J1111-0804 при z = 3,75837 и J1658-0739 при z = 3,54604) обогащены углеродом по отношению к железу. Для них также наблюдается избыток содержания O, Mg, Al и Si по отношению к железу, что вписывается в идею об обогащении веществом первых звезд, взорвавшихся как низкоэнергетические сверхновые, а не веществом звезд асимптотической ветви гигантов.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы нашли следы вещества первых сверхновых в далеком квазаре.