Странная «безметалловая» галактика может скрывать первые звёзды Вселенной

Представьте, что мы смотрим фильм, кадры которого запечатлевают развитие вселенной миллиардами лет. Такое возможно благодаря ее постоянному расширению, позволяющему заглядывать далеко в прошлое. Однако иногда встречаются моменты, выбивающиеся из привычного сценария.

Это произошло и с недавно открытой галактикой, исследованной аспирантом Сицзя Цай из Университета Цинхуа вместе с коллегами. Галактика возникла примерно 11 млрд лет назад и оказалась совершенно необычной: учёные заявляют, что она практически не содержит металлов. А значит, там могли сохраниться загадочные звёзды первого поколения (Pop III).

Немного предыстории

Звёзды населения III считаются самыми первыми светилами, появившимися вскоре после Большого взрыва. Их особенность заключается в полном отсутствии элементов тяжелее водорода и гелия. Ведь именно звёзды производят тяжелые элементы, постепенно обогащая ими окружающее пространство. Ученые давно пытаются отыскать следы первых поколений звезд, однако пока безуспешно.

Обычно искать Pop III начинают в эпоху реионизации, продолжавшейся около миллиарда лет после Большого взрыва. Именно тогда появились первые звезды. И вот сюрприз: новая находка датируется периодом спустя целых два миллиарда лет после завершения эпохи реионизации!

Галактику обозначили MPG-CR3 (сокращенно CR3). Наблюдения космического телескопа James Webb (JWST), Very Large Telescope (VLT) и Subaru показали уникальную картину спектра: чистый водород и гелий, минимальное количество кислорода и других тяжелых элементов. Металличность звезд здесь лишь 0,7% солнечной, что невероятно мало даже для древних объектов.

Ещё одна странность — возраст самой галактики оценивается всего в пару миллионов лет. Это поразительно молодо для объекта такого возраста. Обычно подобные древние структуры выглядят намного старше.

Кроме того, CR3 отличается относительной чистотой и небольшим размером светил. Большинство галактик тех времён содержало гигантские звёзды, а тут всё скромнее.

Главная проблема: спектр CR3 не показывает важную линию излучения гелия II (He II), необходимую для уверенного вывода о наличии звёзд Pop III. Причины две: либо эта линия перекрыта мощным сигналом OH от стороннего источника, либо её интенсивность снизилась со временем.

Получается парадоксальная ситуация: звезда первого поколения обязана появляться сразу после Большого взрыва, а галактика CR3 сохранила такую чистоту, хотя образовалась гораздо позднее. Почему?

Вероятно, секрет кроется в удаленности. Эта область называется областью низкой плотности: CR3 расположена настолько изолированно, что ближайшие активные звёзды попросту не успели обогатить её газом и пылью металлами.

Чтобы подтвердить статус первой найденной галактики с популяцией IIII, нужны новые наблюдения. Если гипотеза оправдается, учёным откроются невиданные перспективы изучения древних небесных тел прямо рядом с нами.

Таким образом, таинственная CR3 становится объектом пристального внимания исследователей, готовых раскрыть секреты возникновения первых звёзд Вселенной.