Астрономы из Университета Юты изучили массивные звёзды с низким содержанием тяжёлых элементов, чтобы лучше понять, какими были первые светила Вселенной. Для этого исследователи создали каталог TEMPOS — «Обзор чрезвычайно бедных металлами звёзд O-типа». Наблюдения проводили по ультрафиолетовому излучению, которое зафиксировал спектрограф Cosmic Origins космического телескопа «Хаббл».
В исследование вошли 29 массивных звёзд в близких карликовых галактиках с гораздо меньшей металличностью, чем у Солнца. Такие системы больше напоминают древние галактики, чем Млечный Путь. Полученные спектры позволили определить содержание тяжёлых элементов и изучить звёздные ветры — потоки вещества, покидающие поверхность светил.
Руководитель работы Грейс Телфорд, доцент кафедры физики и астроном Университета Юты, считает, что результаты помогут точнее моделировать звёзды населения III, появившиеся через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Эти объекты были более чем в десять раз массивнее Солнца, отличались высокой температурой и яркостью, но существовали недолго. «Они горят очень горячо, ярко и быстро, а заканчивают короткую жизнь взрывами сверхновых, которые выбрасывают в окружающий газ большое количество энергии и вещества», — сказала Телфорд.
Первые звёзды почти полностью состояли из водорода и гелия, поскольку более тяжёлые элементы сформировались позднее в недрах светил. После взрывов сверхновых углерод, кислород, азот, железо и другие элементы рассеивались в межзвёздном пространстве, постепенно меняя состав галактик. Поэтому изучение бедных металлами массивных звёзд помогает восстановить условия, существовавшие на ранних этапах развития Вселенной.
Данные TEMPOS показали, что при низкой металличности звёздные ветры становятся заметно слабее. Ионы металлов связывают излучение звезды с выбрасываемым веществом, поэтому уменьшение их количества снижает скорость потери массы. Исследователи также обнаружили в ультрафиолетовых спектрах признаки поглощения железа: у звёзд из более богатых металлами галактик они выражены сильнее, чем у объектов из бедных галактик.
Если дальнейшие наблюдения подтвердят этот результат, окажется, что даже у древних бедных металлами звёзд мог существовать широкий диапазон содержания железа. Это поможет уточнить, как свойства массивных светил влияют на развитие их галактик. Каталог TEMPOS уже доступен через архив космических телескопов имени Микульского при Научном институте космического телескопа, а его данные могут использоваться при интерпретации наблюдений ранней Вселенной, которые выполняет телескоп JWST (космический телескоп «Джеймс Уэбб»), сообщает Universe Today.