Вс. Фев 25th, 2024

Открытие подтвердило, что первые звезды рождались не поодиночке

Используя машинное обучение и современный нуклеосинтез сверхновых, группа исследователей обнаружила, что большинство наблюдаемых звезд второго поколения во Вселенной были обогащены несколькими сверхновыми. Об их выводах сообщается в The Astrophysical Journal.

Самые первые звезды, сформировавшиеся во Вселенной, отличались от нынешних звезд: они не содержали металлов, были чрезвычайно массивны и предназначались для взрыва сверхновой, окруженной газовым коконом. Звездам требуется ряд космических шагов, прежде чем они смогут сформироваться, и охлаждение нейтральной первозданной материи является ключевым и критическим шагом. Источник: NAOJ.

Исследования ядерной астрофизики показали, что элементы образуются в звездах. Однако первые звезды (звезды, родившиеся вскоре после Большого Взрыва), не содержали тяжелых элементов, которые астрономы называют «металлами». Следующее поколение звезд содержало лишь небольшое количество тяжелых элементов, произведенных первыми звездами. Чтобы понять Вселенную в ее младенчестве, исследователям необходимо изучить эти бедные металлом звезды.

К счастью, эти бедные металлами звезды второго поколения наблюдаются в нашей галактике Млечный Путь и были изучены группой ученых, которые использовали искусственный интеллект для анализа содержания элементов в более чем 450 звездах с чрезвычайно низким содержанием металлов, наблюдаемых на сегодняшний день.

Основываясь на недавно разработанном алгоритме машинного обучения, ученые обнаружили, что 68% наблюдаемых звезд с чрезвычайно низким содержанием металлов имеют химический отпечаток, соответствующий обогащению несколькими предыдущими сверхновыми.

Результаты команды дают первое количественное ограничение, основанное на наблюдениях за множественностью первых звезд.

«Наши результаты показывают, что большинство первых звезд образовались в небольших скоплениях, так что множество их сверхновых могло способствовать обогащению металлами ранней межзвездной среды», — сказал Тилман Хартвиг (Tilman Hartwig), ведущий автор статьи.

Новый алгоритм, изобретенный в этом исследовании, позволяет максимально использовать различные химические «отпечатки пальцев» звезд с низким содержанием металлов, обнаруженных с помощью спектрографа Prime Focus на телескопе Subaru.

«Теория говорит нам, что первые звезды должны были быть массивнее Солнца. Естественным ожиданием было то, что первая звезда родилась в газовом облаке, масса которого в миллионы раз больше, чем у Солнца. Однако наше новое открытие убедительно свидетельствует о том, что первые звезды не родились поодиночке, а сформировались как часть звездного скопления, двойной или множественной звездной системы. Это также означает, что мы можем ожидать гравитационные волны от первых двойных звезд вскоре после Большого взрыва, который могут быть обнаружены будущими миссиями в космосе или на Луне», — профессор Чиаки Кобаяши (Chiaki Kobayashi).

Источник: Tilman Hartwig et al, Machine Learning Detects Multiplicity of the First Stars in Stellar Archaeology Data, The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/acbcc Источник изображения: NAOJ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *