Столкновение протогалактик через миллиард лет после Большого взрыва в представлении художника.
Карта особенно бедных металлами звёзд-гигантов, на которой кружком отмечены звёзды "бедного старого сердца" нашей галактики.
Астрономы обнаружили 18 тысяч звёзд в центре нашей галактики, которые появились, когда Млечный Путь был ещё совсем "младенцем".
Учёные сходятся во мнении, что эти светила начали формироваться в нашей галактике 13 миллиардов лет назад — примерно через 800 миллионов лет после Большого взрыва.
В те далёкие времена Млечный Путь был совсем другим: он представлял собой скорее скопление протогалактик — облаков межзвёздного газа, которые только начали превращаться в галактики, какими мы знаем их сегодня.
Чтобы найти те самые первые звёзды, астрономы из Института Макса Планка использовали подробную трёхмерную карту Галактики и нейросеть, разработанную для исследования химического состава более двух миллионов светил.
Космическая археология
Древнейшую историю Млечного Пути можно восстановить, основываясь на том, как галактика выглядит сегодня.
Это чем-то похоже на земную археологию, объясняют учёные. Чтобы определить возраст древнего города, археологи определяют его строение и состав материалов, из которых он создавался.
Так же и с древними звёздами и их танцем друг относительно друга: с той лишь разницей, что в отличие от земных построек они продолжают эволюционировать и находятся в постоянном движении.
Астрономы нашли потерянную сестру Солнцачитайте также
Звёзды определённого возраста можно выявить по особенностям их движения и химическому составу, в частности, свойству, известному как металличность — относительной концентрации элементов тяжелее водорода и гелия.
Состав может приблизительно дать понять, сколько лет звезде: ведь некоторых химических элементов не было во Вселенной до тех пор, пока не возникли первые звёздные плавильные котлы, в которых и начали появляться более тяжёлые элементы.
Первичная Вселенная 13,8 миллиарда лет назад в основном состояла из водорода с небольшой примесью чуть более тяжёлого гелия. А в таблице Менделеева на данный момент 118 ячеек.
Ошибка в миллиард лет: возраст звёзд во Вселенной оценивали неверночитайте также
Когда в древнем космосе сформировались первые звёзды, их горячие плотные внутренности начали сталкивать атомы друг с другом в процессе, известном как ядерный синтез.
Так образовались более тяжёлые элементы: водород "перерождался" в гелий, гелий в углерод и так далее, вплоть до железа в самых массивных звёздах.
Как только светила достигают предела своей способности синтезировать атомные ядра, они умирают. Это приводит к взрыву, выбрасывающему продукты ядерного синтеза в космическое пространство.
Взрывы сверхновых также приводят к появлению более тяжёлых элементов, например, золота, серебра и урана. Затем новые молодые звёзды, словно пылесос, поглощают эти элементы по мере своего формирования, стягивая на себя вещества из окружающего пространства.
Открытие древнейшей звезды "состарило" наш регион Млечного Пути на три миллиарда летчитайте также
Разобравшись в природе всех этих процессов, астрономы получили важную подсказку: чем позже образовалась звезда, тем больше в ней более тяжёлых химических элементов.
Следовательно, более высокая металличность означает, что перед нами более молодая звезда, а светила "менее богатые металлами" старше других своих собратьев.
В то же время похожий орбитальный путь звёзд с одинаковым содержанием металлов указывает на то, что они представляют собой единую популяцию.
То есть эти звёзды могли быть "вместе" уже очень давно, возможно, даже с момента образования.
"Бедное старое сердце" Галактики
Именно такую группу звёзд одного возраста и обнаружили астрономы в центре Млечного Пути.
Их состав и орбиты позволяют предположить, что они существовали ещё до того, как Млечный Путь расширился из-за столкновений с другими галактиками примерно 11 миллиардов лет назад.
Авторы работы назвал их "бедным старым сердцем" Млечного Пути, потому что они бедны металлами, очень старые и их можно найти в самом сердце галактики.
По словам исследователей, это звёздное население состоит из остатков протогалактик.
Карта особенно бедных металлами звёзд-гигантов, на которой кружком отмечены звёзды "бедного старого сердца" нашей галактики. Иллюстрация H.-W. Rix/MPIA.
Мы уже упоминали, что в "младенчестве" Млечного Пути три или четыре таких галактических зародыша "слиплись", сформировав ядро будущей Галактики.
Но "бедные" звёзды из сердца нашей галактики родились, когда население протогалактики уже погибло, считают исследователи. По расчётам учёных им более 12,5 миллиарда лет.
Захватывающее открытие поднимает множество вопросов, на которые исследователи будут искать ответы далее.
Как эти звёзды распределились в пространстве и почему? Что их распределение может рассказать об истории столкновений Млечного Пути с другими галактиками.
И, возможно, самое интересное: могут ли эти "бедные старики" указать астрономам на меньшие по размеру и более тусклые звёзды, которые существовали в первых протогалактиках на самых ранних стадиях формирования Млечного Пути?
Всё это покажут дальнейшие исследования обнаруженных светил.
Новая работа была опубликована в научном журнале The Astrophysical Journal 12 декабря 2022 года.
Ранее мы писали о природе гигантских пузырей в центре Млечного Пути, о первом снимке центральной чёрной дыры нашей галактики, а также о том, как учёные составили карту движения 10 тысяч звёзд в сердце Галактики.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
