Обнаружена самая древняя звезда во Вселенной
Ученые оценивают возраст нашей Вселенной в 13,8 миллиардов лет. Но когда появились первые звезды? Ответ удалось узнать несколько лет назад – согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Nature, самые первые небесные светила зажглись спустя 180 миллионов лет после Большого взрыва. На самом деле ученые до сих пор не могут с уверенностью сказать когда именно родились первые звезды и галактики, но существуют все основания полагать, что это произошло 400-500 миллионов лет после Большого взрыва – именно тогда Вселенная стала достаточно холодной для формирования молекул нейтрального водорода и их объединения в гигантские облака из газа, в которых и формируются звезды. Но могли ли некоторые звезды образоваться еще раньше, вскоре после Большого взрыва?
Могли ли первые звезды во Вселенной появиться до Большого взрыва
Как определить возраст звезды?
Начнем с того, что возраст нашей Вселенной удалось установить лишь в 1929 году, после того, как американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что помимо нашей галактики на просторах Вселенной существуют и другие. Более того, все эти объекты удаляются друг от друга. Хаббл понял, что поделив расстояние между галактиками на скорость их удаления друг от друга можно вычислить, как давно они были в одной точке.
Конечно, это грубая оценка возраста Вселенной. Для большей точности необходимо учесть, что из-за взаимного притяжения галактики несколько «притормаживают», а недавно открытая темная энергия, наоборот, ускоряет их. Последняя оценка возраста Вселенной – согласно данным космического аппарата «Планк», составляет 13,8 миллиарда лет. Это удалось установить с помощью открытия космического микроволнового фонового излучения или реликтового излучения.
Реликтовое излучение – это тепловое излучение, которое равномерно заполняет Вселенную. Считается, что оно возникло в эпоху первичной рекомбинации водорода в ранней Вселенной.
Но как определить возраст звезд? Как объяснили ученые, содержание железа в звезде является хорошим показателем ее возраста. Важно понимать, что в течение первых двух лет существования Вселенной звезды состояли в основном из водорода и гелия. Однако в более крупных звездах различные элементы, например кремний и железо, образуются в результате ядерного синтеза. Благодаря этому процессу атомные ядра более легких элементов сливаются вместе, чтобы создать более тяжелые.
Как только звезда становится сверхновой, взрыв распространяет ее элементы по всей Вселенной, превращая их в строительные блоки новых звездных образований. Напомню, что вспышка сверхновой – это явление в ходе которого яркость массивной звезды увеличивается на 4-8 порядков, после чего происходит медленное затухание.
Ученые полагают, что обнаружили одну из самых древних во Вселенной
Еще больше увлекательны статей о том, какие тайны скрывает в себе наша Всленная, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!
Самая древняя звезда в галактике Млечный Путь
Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, исследователям удалось обнаружить самую старую звезду во Вселенной. Как пишут авторы научной работы, группа астрономов наблюдала звезду, которая вполне может оказаться почти такой же древней, как сама Вселенная. По мнению ученых, у красного гиганта, который вскоре станет сверхновой, самый низкий уровень железа по сравнению с другими известными на сегодняшний день звездными объектами.
Крайне низкое содержание железа в красном гиганте привело исследователей к выводу, что звезда родилась во времена, когда другие звезды во Вселенной не содержали такое количество элементов, как сегодня. Авторы статьи также обращают внимание на то, что звезда находится на последней стадии своей эволюции – массивные красные гиганты, как правило, заканчивают жизнь вспышкой сверхновой, после чего становятся либо нейтронными звездами (самыми плотными объектами во Вселенной), либо коллапсируют в черные дыры. Космос – очень загадочное место.
А как вы думаете, когда во Вселенной появились первые звезды? Давайте поговорим об этом с участниками нашего Telegram-чата, а также в комментариях к этой статье!
Звезда, которую обнаружила международная команда исследователей, была идентифицирована как SMSS J160540. 18-144323.1. Примечательно, что она расположена в пределах галактики Млечный Путь и находится примерно в 35 000 световых лет от Земли. Наблюдая за звездой, ученые обнаружили, что она содержит самый низкий уровень железа из всех известных звезд во всей галактике.
Этот красный гигант – самая древняя звезда в галактике Млечный Путь
Таким образом, открытие позволяет предположить, что SMSS J160540.18-144323.1 принадлежит к древней группе звезд, жизненный путь которых можно проследить вплоть до Большого Взрыва – главного космического события, создавшего вселенную 13,8 миллиарда лет назад.
Эта невероятно анемичная звезда, которая, вероятно, образовалась всего через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва, имеет уровень железа в 1,5 миллиона раз ниже, чем у Солнца. Это как одна капля воды в олимпийском бассейне.
Если подвести краткий итог результатам последних научных исследований, то очевидно становится три вещи: во-первых, звезда SMSS J160540.18-144323.1 скоро израсходует все топливо, питающее ее и станет сверхновой; во-вторых, ученые пока не могут точно сказать, когда именно во Вселенной появились первые звезды. Но это также означает, что будущие исследования, несомненно, помогут найти ответ на этот вопрос; и в-третьих, звезда SMSS J160540.18-144323.1 является самой древней в нашей родной галактике.
Источник
Время первых звезд
Время первых звезд
Когда и как возникли первые звезды? Как они выглядели? Какими свойствами обладали? Какова была их масса? Можно ли сегодня отыскать эти звезды?
Все эти вопросы вызывают огромный интерес у астрономов. Как отмечают исследователи, «первые звезды подготовили сцену для всех последующих событий, которые протекали в нашей Вселенной и привели к формированию крупных структур». Пока еще ученым не удалось обнаружить «Адама и Еву звездного мира», но они уверены, что этот миг не за горами.
До появления первых звезд во Вселенной было довольно скучно. Во время Большого взрыва возникли лишь самые легкие химические элементы – водород и гелий, а также небольшое количество лития и бериллия. Все космическое пространство на протяжении долгого времени было заполнено чрезвычайно горячим непрозрачным газом. Лишь по мере того, как Вселенная расширялась, температура заполнявшего ее вещества падала. Наконец через 380 тысяч лет после Большого взрыва космос остыл до 3000 °C. Разрозненно сновавшие до этого протоны и электроны начали соединяться друг с другом, образуя отдельные атомы. Теперь излучение стало беспрепятственно распространяться. Туманную, беспросветную Вселенную залил наконец свет, видимый, впрочем, лишь… в инфракрасном и радиодиапазонах. Если бы человек мог перенестись в ту эпоху, то он ровным счетом ничего бы не разглядел. Все мироздание, с нашей точки зрения, по-прежнему окутывал мрак.
Потом, через 300 миллионов лет, в этом мраке стали вспыхивать первые, редкие звезды, словно лампы в городе, погрузившемся в ночную тьму. Космологи пока могут лишь моделировать протекавшие тогда события. Во многом приходится полагаться на гипотезы.
В то время важнейшую роль в мироздании играло темное вещество. Оно образовывало огромные сгустки – гало, где, подчиняясь его мощному притяжению, скапливалось еще и большое количество обычного вещества. Компьютерные модели показывают, что уже через 100 миллионов лет после Большого взрыва возникли первые карликовые галактики, представлявшие собой рассеянные скопления холодного темного вещества и горячих газовых масс – смеси водорода и гелия. В них не было звезд – они еще не сформировались. Эти галактики сливались друг с другом, образуя все более крупные объекты. Млечный Путь, как показывают расчеты, возник в результате постепенного слияния около миллиона подобных галактик.
Первые звезды начали зарождаться лишь после того, как газовые массы остыли. Это происходило в самых компактных и плотных гало. Первые звезды не были похожи на те звезды, что и теперь продолжают появляться в отдельных областях Млечного Пути. Они были очень крупными, весили в 100 и более раз больше, чем Солнце (по некоторым оценкам, их масса могла достигать 1000 солнечных масс). Их видимая поверхность была разогрета до 100 000 °C (температура внешних слоев Солнца – около 5500 °C).
Газовые массы, из которых состояли эти звезды, почти не содержали тяжелых элементов. Впрочем, и сегодня их концентрация чрезвычайно мала. На 3000 атомов водорода приходится всего по одному атому углерода и два атома кислорода. А ведь это самые распространенные тяжелые элементы во Вселенной! Теперь они играют важную роль в зарождении звезд.
Первые звезды начали зарождаться лишь после того, как газовые массы остыли
Когда молекулярное облако сжимается под действием собственной гравитации, температура этого сгустка растет. Увеличивается и давление внутри облака, оно препятствует его дальнейшему сжатию. Тяжелые элементы служат охладителем, и потому процесс формирования звезды продолжается.
В ранней Вселенной таких охладителей не было. Тем не менее звезды возникали. В 2008 году свое решение этой загадки предложили японские астрофизики Наоки Ёсида и Кадзуюки Омукаи и их американский коллега Ларс Хернквист. В своей модели они рассматривали громадное гало, состоявшее из темного вещества. Находившееся в этом гало облако водорода и гелия постепенно сжималось, пока его температура не возросла до 10 000 °C. Давление раскаленного газа препятствовало его дальнейшему сжатию. Тем не менее возникла протозвезда, которая весила, правда, в сотню раз меньше, чем Солнце. Давление и температура в ее недрах еще долгое время были недостаточны для того, чтобы вспыхнула термоядерная реакция. Однако зарождавшаяся звезда продолжала притягивать окружающие массы газа. Модель, которую разработал Фолькер Бромм из Техасского университета, показывает, что всего за несколько тысяч лет масса этой звезды неимоверно возросла. Когда наконец она превысила 100 солнечных масс, ядро звезды уплотнилось настолько, что началась реакция термоядерного синтеза.
Этот сценарий, созданный усилиями нескольких групп ученых, объясняет, почему звезды первого поколения принципиально отличались от современных звезд. Они не только весили гораздо больше, чем Солнце, но и светили в миллионы раз ярче его. Это излучение пронизывало мощную пелену газа, окружавшую звезду, и разогревало ее. Каждая из этих звезд была окружена раскаленным газовым пузырем, порой достигавшим в поперечнике 15 тысяч световых лет. Диаметр нашей Галактики сейчас всего в несколько раз больше, чем диаметр одной-единственной звезды, которую обволакивал этот гигантский шлейф.
События, протекавшие тогда, недоступны наблюдению астрономов. Однако, как явствует из исследования отдаленных квазаров, эпоха первых звезд завершилась примерно через 800 миллионов лет после Большого взрыва. И еще одно выяснили ученые. Уже в эпоху первых звезд та смесь водорода и гелия, что заполняла космическое пространство, стала обогащаться всеми известными нам сегодня тяжелыми элементами, которые возникали после взрывов отдельных звезд.
Но как протекали эти взрывы? Были ли они похожи на взрывы современных сверхновых? Как показывают, например, компьютерные модели, звезда, чья масса лежала в диапазоне от 140 до 260 солнечных масс, взрывалась из-за особого феномена, который называется «нестабильностью пар». Первая сверхновая этого типа – SN 2007bi – была обнаружена лишь в 2007 году в карликовой галактике, расположенной на расстоянии 1,6 миллиарда световых лет от Земли. Механизм, приводивший к подобным взрывам, таков.
В течение нескольких миллионов лет в недрах звезды поддерживалось равновесие. Мощная сила гравитации стремилась ее сжать, а интенсивный поток излучения, исходивший из ее недр, не давал это сделать. Фотоны непрестанно сталкивались с атомными ядрами, создавая силу давления, распиравшую звезду. Когда же горючее в ее топке заканчивалось, она начинала сжиматься. При этом давление в ее недрах достигало такой громадной величины, что фотоны – по знаменитой формуле Эйнштейна, связывающей энергию и массу, – превращались в вещество. Каждая пара фотонов порождала другую пару – электрон и его античастицу, позитрон. Наконец в недрах звезды не оставалось фотонов. Теперь ничто не препятствовало дальнейшему коллапсу. Температура и давление в недрах звезды стремительно нарастали, вновь вспыхивала термоядерная реакция. В результате почти половина всей ее массы превращалась в тяжелые элементы. Следовал мощнейший взрыв, который астрономы сравнивают со взрывом водородной бомбы.
Почти все, что мы знаем о подобных звездах, – это результат компьютерного моделирования. Однако даже современные компьютеры могут ошибаться. Лишь наблюдения, которые будут проводиться с помощью космических телескопов нового поколения, дадут окончательный ответ на вопрос, что же происходило в эпоху первых звезд.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
Конец первых 5 недель
Конец первых 5 недель Для большинства мужчин первые 5 недель кажутся неопределенными. Ваши первые успехи, скорее всего, будут сопровождаться сомнением. Чувство удивления зачастую объясняется тем, что вы спрашиваете себя, почему же вы не наткнулись на технику упражнений
Часть 5 После первых пяти недель
Часть 5 После первых пяти недель В этой части вы узнаете:? о продвинутой программе, которую будете использовать после первых пяти недель;? как увеличить интенсивность, используя продвинутые упражнения и другие методы;? ключевые способы максимизации прироста;? как
Какую скорость показал победитель первых автогонок в США?
Какую скорость показал победитель первых автогонок в США? Победитель первых автомобильных гонок, которые прошли в США в 1895 году, показал невиданно высокую для той поры скорость – 24 километра в час. Всего через 15 лет, в начале 1911 года, гоночный автомобиль фирмы «Бенц»
5.2. Действия при первых признаках повреждения диска
5.2. Действия при первых признаках повреждения диска Наиболее типичными симптомами, предшествующими возникновению серьезных дефектов на диске — следующие:— отсутствие доступа к отдельному файлу или появление в текстовых файлах посторонних символов;— замедление
ГЛАВА I. Российский Государственный герб: от первых печатей до наших дней
ГЛАВА I. Российский Государственный герб: от первых печатей до наших дней Древнегреческое слово «символ» имеет несколько значений. В том смысле, в каком оно употребляется применительно к атрибутике государства, следует понимать его как условное обозначение образа,
Как питаться на первых порах после операции?
Как питаться на первых порах после операции? Каким образом питаться после операций на желудке, толстой кишке, желчном пузыре, вам расскажет лечащий врач перед выпиской. Советы, которые вы надеетесь найти в полезных книгах, не могут заменить непосредственного общения с
О чем рассказывается в первых русских мемуарах?
О чем рассказывается в первых русских мемуарах? Первые русские мемуары появились в XVIII веке. Это было время дворцовых переворотов и бурных изменений в политической и общественной жизни.Первые русские писатели-мемуаристы ставили перед собой конкретную цель — правдиво
Россия при первых Романовых
Россия при первых Романовых «Бунташный век» После преодоления Смуты социальное напряжение в обществе не только не исчезло, но усилилось. Росли привилегии имущих, во всем проявлялось засилье бюрократии; стремительно развивалось холопство и крепостное право. По-прежнему
Легенды о сотворении первых людей
Легенды о сотворении первых людей Бытовавшие у восточных славян легенды о сотворении первых людей — поздние по происхождению и, по большей части, являются переложением апокрифических книжных сказаний. В них, однако, сохранились архаические мифологические
1954–1957 Создание и запуск первых искусственных спутников Земли
1954–1957 Создание и запуск первых искусственных спутников Земли Занимаясь созданием баллистических ракет дальнего действия и особенно межконтинентальной ракеты Р-7, Сергей Павлович Королев постоянно возвращался к идее практического освоения космоса. Его мечта
СОЦИАЛЬНОЕ ВРЕМЯ (время человеческого бытия)
СОЦИАЛЬНОЕ ВРЕМЯ (время человеческого бытия) — коллективное перцептуальное время, универсалия культуры, содержание которой лежит в основе концептуального времени, конституирующегося в феномене истории как осознанной процессуальности социальной жизни. Наиболее
О ПЕРВЫХ ШАГАХ МОТОЦИКЛА
О ПЕРВЫХ ШАГАХ МОТОЦИКЛА Известно, что со временем понятия и масштабы меняются. Первую поездку на мотоцикле можно считать и первым путешествием на нем, хотя сегодня даже путь из Минска в Прибалтику или на Черное море многие считают не путешествием, а просто поездкой. Итак,
Развитие ребенка первых месяцев
Развитие ребенка первых месяцев Сначала грудной ребенок учится поднимать голову, лежа на животе, позже – пытается держать ее, еще позже – поворачиваться самостоятельно, затем – сидеть, ползать, вставать и, наконец, самостоятельно ходить. Овладение двигательными
ДВИЖЕНИЕ ПЕРВЫХ ПОЕЗДОВ [04]
ДВИЖЕНИЕ ПЕРВЫХ ПОЕЗДОВ [04] 1.31. Графиком движения поездов и пропуска первого поезда по линии (после ночного окна) должно быть предусмотрено увеличение времени хода на 2–3 минуты. При проходе первого поезда в тоннеле должны быть включены рабочее и аварийное освещение.На
Источник