Астрофизики открыли новый метод охоты на первые звезды

Недавнее исследование открыло новый метод обнаружения звезд первого поколения, известных как звезды населения III. До сих пор ученым не удавалось их найти. Новые потенциальные открытия обещают раскрыть тайны происхождения Вселенной и обеспечить более глубокое понимание пути от первобытного космоса к миру, в котором мы живем сегодня.
Вскоре после того, как Вселенная возникла в результате Большого взрыва, начали формироваться первые звезды, состоящие в основном из водорода и гелия. Свойства этих звезд первого поколения сильно отличаются от светил, подобных нашему Солнцу, или даже от тех, которые формируются сегодня. Они были чрезвычайно горячими, гигантскими по размеру и массе, но очень недолговечными.
Звезды населения III — первые фабрики по синтезу большинства элементов тяжелее водорода и гелия, окружающих нас сегодня. Они также очень важны для формирования последующих поколений космических объектов. Однако до сих пор не было убедительных прямых доказательств обнаружения звезд населения III. Прежде всего потому, что они сформировались еще в ранней Вселенной, находятся очень далеко и слишком слабо светят для любого из наших телескопов на земле или в космосе.
Ученые Университета Гонконга (HKU) открыли новый метод обнаружения этих первых звезд. Результаты недавнего исследования, проведенного группой профессора Джейн Ликсин Дай с факультета физики HKU, дали основание предположить, что звезда населения III может быть разорвана на куски приливной силой, если она приблизится к массивной черной дыре. В таком случае черная дыра будет питаться осколками светила и производить очень яркие вспышки. Ученые исследовали сложный физический процесс и продемонстрировали, что эти вспышки могут распространяться на миллиарды световых лет и достигать нас сегодня. Однако самое главное открытие в том, что уникальные характеристики этого явления можно использовать для идентификации существования звезд населения III и получения информации об их свойствах.
"Поскольку энергичные фотоны перемещаются с очень большого расстояния, временные рамки вспышек будут растянуты из-за расширения Вселенной. Они будут возникать и затухать в течение очень длительного периода, что отличает их от похожих процессов, связанных со звездами солнечного типа в близлежащей Вселенной", — объясняет профессор Джейн Дай.
"Интересно, что растянуты не только временные рамки вспышек, но и их длина. Оптический и ультрафиолетовый свет, излучаемый в ходе поглощения звезды, будет преобразован в инфракрасное излучение при достижении Земли", — добавляет Рудрани Кар Чоудхури, научный сотрудник кафедры физики Гонконгского университета и первый автор статьи.
Еще более важным это открытие делает возможность космического телескопа Джеймса Уэбба и еще только запланированного телескопа Нэнси Грейс Роман, наблюдать такое инфракрасное излучение с больших расстояний.
Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
Редактор: Илья Дочар
Источник: Университет Гонконга