Без гроша в кармане: обнаружена карликовая звезда, поразительно бедная металлами

Звёзды, бедные тяжёлыми элементами √ большая редкость в Галактике.

Иллюстрация Instituto de Astrofísica de Canarias.

Взрывы сверхновых разбрасывают по Вселенной вещество отгоревших звёзд.

Иллюстрация Instituto de Astrofísica de Canarias.

Астрономы обнаружили звезду, содержащую поразительно мало тяжёлых элементов. По этому показателю она как минимум на втором, а то и на первом месте в известной науке Вселенной. Столь редкая находка может пролить свет на тайны эволюции светил. Об открытии сообщает препринт научной статьи, размещённый на сайте arXiv.org командой во главе с Дэвидом Агуадо (David Aguado) из Канарского института астрофизики.

Когда после Большого взрыва начали возникать первые атомные ядра (космологи называют это время эпохой первичного нуклеосинтеза), в космосе кроме "лёгких" водорода и гелия почти ничего не было. В мизерных количествах возникли разве что литий, бериллий и бор. Все остальные атомные ядра образовались значительно позднее: в звёздных термоядерных топках и в ходе некоторых экзотических процессов вроде взрывов сверхновых и столкновений нейтронных звёзд.

Преобразованное в алхимических тиглях звёзд вещество рассеивается по просторам космоса, когда светило отживает свой срок (а частично и задолго до этого, благодаря звёздному ветру). Из облаков этого газа образуются новые светила. Так, астрономы считают Солнце звездой третьего поколения, "правнучкой" Большого взрыва.

Найти в Галактике светило, в котором нет никаких элементов кроме водорода и гелия – заветная мечта астрофизиков. Это означало бы, что такая звезда – ровесник Вселенной и образовалось прямо из вещества, возникшего в эпоху первичного нуклеосинтеза.

К сожалению, похоже на то, что все подобные патриархи уже стали межзвёздным газом. Однако изредка находятся светила с аномально низким содержанием тяжёлых элементов (астрофизики называют так все элементы, кроме водорода и гелия) или, как говорят специалисты, с низкой металличностью. Эти звёзды обычно маленькие и тусклые, потому что для светил верно то же, что и для людей: кто ярче горит, тот быстрее сгорает. Но астрономы изучают их с жадностью, ведь такие ветераны могут многое рассказать о том, как рождаются, живут и умирают звёзды.

Обычно металличность характеризуют так называемым относительным логарифмическим обилием. Эта величина вычисляется по формуле [Fe/H] = lg(NFe/ NH)звезда — lg(NFe/ NH)Солнце. Здесь NFe/ NH – отношение количества железа к количеству водорода (по числу атомов).

Понятно, что для Солнца, согласно формуле, [Fe/H] = 0, а для звезды с более низкой металличностью [Fe/H] < 0. Но известные астрономам светила, у которых [Fe/H] <-5, можно пересчитать чуть ли не по пальцам. Это штучный и очень, очень дорогой товар.

Команда Агуадо много лет охотится за такими звёздами, просеивая данные спектроскопических обзоров. Как сообщает ресурс phys.org, ранее исследователям уже удалось найти красного гиганта с [Fe/H] = -4,7 и карлика с [Fe/H] < -5,8.

Взрывы сверхновых разбрасывают по Вселенной вещество отгоревших звёзд.
Взрывы сверхновых разбрасывают по Вселенной вещество отгоревших звёзд.
Иллюстрация Instituto de Astrof&#237;sica de Canarias.

Однако новая находка побила все рекорды. В данных обзора SDSS/BOSS авторы обнаружили звезду SDSS J0023+0307. Это карлик, находящийся на главной последовательности, то есть светило всё ещё не исчерпало запасы водорода. Как сообщает пресс-релиз исследования, звезда удалена от Солнца на 9450 световых лет

Качества наблюдений не хватило, чтобы точно определить для неё показатель [Fe/H]. Но удалось, как говорят специалисты, ограничить его сверху. Оказалось, что у этого светила [Fe/H] < -6,6.

Такой удивительный результат требовал подтверждения, и учёные обратились к данным телескопов GTC и WHT. Эти наблюдения подтвердили первоначальный вывод.

Если бы погоня за низкой металличностью была олимпийским видом спорта, SDSS J0023+0307 гарантировала бы себе как минимум серебряную медаль. Известна только одна звезда, у которой этот показатель ещё ниже: SMSS J0313-6708 с [Fe/H] < -7,1. Однако авторы подчёркивают, что по имеющимся данным можно дать только верхнюю оценку металличности их "подопечной", а для точного вычисления требуются наблюдения на крупнейших телескопах мира. Так что не исключено, что на самом деле по своей "первозданности" новая находка астрономов впереди Вселенной всей.

Однако сюрпризы на этом не заканчиваются. Немногие известные звёзды с [Fe/H] < -5 имеют относительно высокое содержание углерода (которое частично компенсирует дефицит железа в общей доле тяжёлых элементов). Однако SMSS J0313-6708 и тут не такая как все: никакого усиления линий углерода в её спектре не обнаружено.

Авторы пока не готовы сказать, что существование такого светила означает для теорий звёздной эволюции. Это дело будущих исследований.

Вероятно, исследователи будущего ещё не раз взглянут на необычную звезду в огромные телескопы, которые пока даже не построены.

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее также писали о "химическом портрете" остатка сверхновой и карте распространённости в космосе химических элементов, из которых состоят живые клетки.