Тяжелый металл звезд оказался неожиданно древним

Николай Тихонов из Специальной астрофизической обсерватории РАН провел анализ содержания тяжелых элементов в звездах различного возраста из иррегулярных (неправильных по форме) галактик. Для этого он использовал данные наблюдений космического телескопа «Хаббл». Как обнаружил исследователь, металличность звезд (содержание тяжелых элементов), близкая к современному уровню, появляется в глубокой древности, а в более поздние эпохи лишь незначительно меняется. Открытие имеет большое значение для понимания эволюции звезд во Вселенной.

Холодный межгалактический ливень© ESO

Астроном сравнил содержание тяжелых элементов в молодых звездах — красных сверхгигантах, которыми становятся только светила во много раз тяжелее Солнца. Их возраст составлял 20—90 миллионов лет, то есть все они образовались сравнительно недавно. В роли контрольной группы старых звезд выступали красные гиганты — обычные звезды типа нашего Солнца, только «доживающие» конечный отрезок своего жизненного пути (через 5−6 миллиардов лет таким же станет и Солнце). Их средний возраст превышал 5 миллиардов лет и в ряде случаев доходил до 13 миллиардов лет. Все звезды наблюдались в одних и тех же 105 иррегулярных галактиках (там подобные наблюдения делать проще, чем в спиральных, типа нашей).

Такой подбор объектов наблюдения был вызван тем, что астроном хотел понять, как менялось содержание тяжелых элементов в звездах со временем. Дело в том, что элементы тяжелее гелия и лития появились во Вселенной в результате звездной эволюции: первые светила посредством термоядерного синтеза нарабатывали их в своих недрах, а затем, после взрывов сверхновых, наработанные элементы распределялись по галактикам и там давали жизнь звездам с повышенной металличностью. Вопрос об эволюции металличности во времени весьма важен. Без определенного уровня металличности звездам тяжело создавать планеты, требующие тяжелых элементов.

Наблюдения показали, что галактики с древним звездным населением (красные гиганты) имели низкую металличность, однако и молодое звездное население (красные сверхгиганты) также показывали малую металличность. Это значит, что основная наработка тяжелых элементов произошла в глубокой древности, еще до той эпохи, когда, например, возникло наше Солнце. С тех пор уровень тяжелых элементов не претерпел существенных изменений, хотя текущие модели эволюции галактик и звезд указывают на то, что по мере роста их возраста тяжелых элементов в них должно становиться больше.

Такой на первый взгляд контринтуитивный результат может проистекать из того, что в молодой Вселенной интенсивность звездообразования во много раз превышала скорость формирования светил в более поздние эпохи. Поэтому и основной массив тяжелых элементов, нужных для возникновения планет, был наработан в глубокой древности.

Работа косвенно указывает на то, что предпосылки для возникновения планет земного типа и, потенциально, жизни, появились в очень ранний период истории Вселенной. Ранее высказывались предположения, что нужное количество тяжелых элементов было наработано звездами сравнительно поздно, что, по мысли авторов таких гипотез, может объяснять известный парадокс Циолковского — Ферми — отсутствие наблюдаемых внеземных цивилизаций.

Cтатья опубликована в «Астрофизическом бюллетене»
Источник: chrdk.ru

Метки , . Закладка постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *