Когда Вселенная была молодой - около 13,7 миллиарда лет назад - первые звезды образовались в густой тьме.

Нам еще предстоит найти ни одну из этих самых первых звезд, известных как звезды населения III, но звезда, найденная в карликовой галактике, вращающейся вокруг Млечного Пути, может быть одним из кандидатов на звание самой старой.

AS0039, расположенный в карликовой сфероидальной галактике Скульптор на расстоянии 290000 световых лет от нас, имеет химический состав, предполагающий, что он включает элементы от звезды Pop III, которая стала гиперновой.

Согласно анализу, проведенному астрономом Аса Скуладоттиром из Университета Флоренции в Италии, это не только звезда с самой низкой металличностью, когда-либо обнаруженная за пределами галактики Млечный Путь, но и самая низкая из когда-либо наблюдавшихся звезд изобилия углерода.

В случае подтверждения, AS0039 может стать ключом к пониманию того, как Вселенная "включала свой свет".

“Мы находимся в присутствии вторичной звезды с исключительными химическими характеристиками: с низким содержанием железа, AS0039 даже не богат углеродом и имеет чрезвычайно низкое количество магния по сравнению с другими более тяжелыми элементами, такими как кальций“, - объясняет Скуладоттир.

Хотя астрономы довольно хорошо понимают, как Вселенная эволюционировала от Большого взрыва до своего нынешнего мерцающего состояния, в дальние уголки пространства-времени трудно заглянуть. В течение нескольких миллионов лет после Большого взрыва космос был заполнен горячим, мутным, непрозрачным газом. Только когда родились первые звезды и их ультрафиолетовый свет ионизировал этот газ, пространство начало очищаться, и свет мог свободно течь.

Современные процессы звездообразования дают нам некоторое представление о том, как родились эти звезды, но обнаружение их и их непосредственных следов будет лучшим способом выяснить, как на самом деле разворачивался этот странный период в истории Вселенной.

А это значит, что звезды очень бедны тяжелыми элементами. Видите ли, до образования звезд во Вселенной не было тяжелых элементов; это был суп из водорода и гелия. Когда появились звезды, они начали сливать ядра в своих ядрах, чтобы сформировать более тяжелые элементы, вплоть до железа. Сильно энергичные события, такие как сверхновые, выковали еще более тяжелые элементы.

Эти элементы, разбросанные по всей Вселенной, затем были использованы в последующих поколениях звезд, рожденных из космического газа и пыли. Итак, если мы находим звезды с относительно низким содержанием металлов, это означает, что звезда должна быть довольно старой, еще до того, как металлы были в изобилии.

В AS0039 действительно очень мало металлов. Это само по себе было бы интересно. Галактика Скульптор в целом довольно бедна металлами, всего лишь 4 процента пропорционального содержания углерода, обнаруженного в Млечном Пути, что позволяет предположить, что она довольно примитивна; AS0039 беден металлом даже из-за своего местоположения.

Но Скуладоттир и ее команда обнаружили, что звезде не хватает углерода и магния даже больше, чем обычно для звезды с низким содержанием металлов. Поскольку эти элементы образуются в результате слияния ядер звезд, это предполагает необычное происхождение облака молекулярного газа AS0039, из которого образовалось.

По словам ученых, такое соотношение содержания углерода-железа, магния-кальция и магния-титана согласуется с чрезвычайно мощным взрывом - гиперновой, в 10 раз более энергичной, чем сверхновая.

Отчасти это связано с тем, что кальций и титан являются взрывоопасными альфа-элементами, которые образуются во время взрыва сверхновой. Во время еще более энергичного взрыва вы получаете более высокий уровень кальция и титана. Это, по словам команды, может объяснить обилие элементов в AS0039.

Чтобы выяснить, как это произошло, они провели симуляции. Лучше всего подходил взрыв гиперновой звезды-прародителя населения III, масса которой примерно в 21 раз превышает массу Солнца, с энергией 10 x 10 51 эрг.

Это означало бы, что AS0039 представляет собой одно из первых наблюдательных свидетельств сверхновых с нулевой металличностью и прекрасную возможность попытаться понять самые первые звезды во Вселенной.

"Исследование показывает, что анализ звездных окаменелостей позволяет нам не только косвенно определить массу первых звезд“, - говорит астроном Стефания Сальвадори из Университета Флоренции, - “но он также предоставляет важную информацию об энергии первых взрывов сверхновых. А значит, о первых шагах Вселенной".