eso1132ru — Научный релиз

Выберите язык:

Звезда, которая не должна была бы существовать

31 августа 2011 г.

С помощью очень Большого Телескопа VLT ESO группа европейских астрономов обнаружила в Млечном Пути звезду, которая, по мнению многих ученых, не может существовать. Исследователи установили, что эта звезда почти целиком состоит из водорода и гелия с исключительно малой примесью других химических элементов. Согласно общепринятой теории звездообразования такой необычный состав находится в “запрещенной зоне”, что попросту означает, что такая звезда никогда не могла бы образоваться. Полученные результаты будут опубликованы в выпуске журнала «Nature» от 1 сентября 2011.

Было показано, что слабая звезда SDSS J102915+172927 [1] в созвездии Льва имеет наименьшее из всех до сих пор изученных звезд содержание элементов тяжелее гелия (металлов). Масса звезды меньше солнечной, ее вероятный возраст превышает 13 миллиардов лет.

“Широко распространенная теория предсказывает, что такие маломассивные звезды с крайне низким содержанием металлов не могут существовать, потому, что протозвездные облака из вещества, необходимого для образования таких звезд, не могли бы сконденсироваться”,-- говорит Элизабетта Каффау (Elisabetta Caffau) из Астрономического Центра Гейдельбергского Университета в Германии и Парижской обсерватории, основной автор статьи [2].  “Было большой неожиданностью впервые обнаружить звезду в ‘запрещенной зоне’. Это означает, что мы, возможно, должны пересмотреть некоторые модели звездообразования”.

Группа анализировала свойства звезды с помощью инструментов «X-shooter» и UVES, установленных на телескопе VLT [3], которые позволили измерить содержание различных химических элементов в звезде. Оказалось, что процент металлов в SDSS J102915+172927 меньше соответствующей величины на Солнце более, чем в 20 000 раз [4],[5].

“Звезда слабая и так бедна металлами, что в наших первых наблюдениях мы смогли обнаружить признаки наличия только одного из элементов тяжелее, чем гелий — кальция” -- говорит Пьеркарло Бонифацио (Piercarlo Bonifacio) из Парижской обсерватории, научный руководитель проекта. “Чтобы попытаться найти другие металлы, исследуя излучение звезды более детально и с более длинными экспозициями, нам пришлось обратиться к Генеральному Директору ESO с просьбой о предоставлении дополнительного наблюдательного времени”.

Космологи считают, что наиболее легкие химические элементы — водород и гелий — образовались вскоре после Большого Взрыва вместе с некоторым количеством лития [6], а почти все остальные элементы образовались позже внутри звезд. Взрывы Сверхновых распространяли звездное вещество в межзвездном пространстве, обогащая межзвездную среду металлами. Новые звезды формируются из этого обогащенного вещества, поэтому в их составе содержание металлов выше, чем в более старых звездах. Следовательно, процентное содержание металлов в звезде говорит нам о ее возрасте.

“Звезда, которую мы исследовали, исключительно бедна металлами, что означает, что она одна из первичных. Возможно, это самая старая из когда-либо наблюдавшихся звезд” -- добавляет Лоренцо Монако (Lorenzo Monaco, ESO, Чили), также участвовавший в исследованиях.

Очень неожиданным является и недостаток лития в SDSS J102915+172927. Столь старая звезда должна иметь химический состав, похожий на состав Вселенной вскоре после Большого Взрыва, где должны присутствовать еще некоторые металлы. Однако исследователи выяснили, что процент лития в данной звезде по меньшей мере в пятьдесят раз ниже, чем предполагаемое содержание этого элемента в веществе, образовавшемся в результате Большого Взрыва.

“Остается загадкой, каким образом литий, образовавшийся сразу после рождения Вселенной, разложился внутри этой звезды” – говорит Бонифацио.

Исследователи отмечают, что найденная странная звезда, вероятно, не единственная. “Мы отождествили еще несколько звезд, у которых содержание металлов может быть примерно таким же, или даже ниже, чем в SDSS J102915+172927. Сейчас мы планируем наблюдать их с VLT, чтобы убедиться, так ли это” - заключает Каффау.

Примечания

[1] Звезда находится в каталоге Слоановского Цифрового Обзора Неба (Sloan Digital Sky Survey, или SDSS). Числовое обозначение звезды отражает положение объекта на небе.

[2] Согласно распространенным теориям звездообразования, звезды с такими низкими массами, как у SDSS J102915+172927 (около 0.8 массы Солнца или меньше) могли образоваться только после того, как взрывы Сверхновых обогатили межзвездное пространство металлами до уровня, превышающего некоторое критическое значение. Это объясняется тем, что более тяжелые элементы действуют как “хладоагенты”, помогая высвечиванию тепла из газовых облаков, которые затем могут коллапсировать и образовывать звезды. Без этих металлов тепловое давление газа было бы слишком сильным, а притяжение облака оказалось бы слишком слабым, чтобы преодолеть газовое давление и заставить облако коллапсировать. В частности, одна из теорий считает главными охладителями углерод и кислород, а в SDSS J102915+172927 содержание углерода ниже того минимума, который полагают необходимым для того, чтобы охлаждение было эффективным.

[3] «X-shooter» и UVES -- спектрографы VLT, приборы, предназначенные для разделения света от небесных объектов на составные цвета для детального анализа химического состава этих тел. «X-shooter» способен единовременно, за одну экспозицию регистрировать очень широкий диапазон длин волн в спектре объекта (от ультрафиолетовой до ближней инфракрасной области). UVES (The Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) – это ультрафиолетовый и визуальный эшелле-спектрограф высокого разрешения.

[4] У звезды HE 1327-2326, открытой в 2005 г., самое низкое из известных содержание железа, но она богата углеродом. Звезда, исследованная в представленной работе, имеет самый низкий процент металлов, причем в рассмотрение включены все химические элементы тяжелее гелия.

[5] Телескопы ESO внесли глубокий вклад в открытие большинства звезд, бедных металлами. Некоторые из ранее полученных результатов нашли отражение в пресс-релизах eso0228 и eso0723. Представленная работа свидетельствует о том, что наблюдения с телескопами ESO позволили астрономам еще на шаг приблизиться к отысканию первого поколения звезд.

[6] Первичный нуклеосинтез – это процесс образования химических элементов, содержащих больше одного протона, через несколько мгновений после Большого Взрыва. Этот процесс продолжался в течение очень короткого времени, приведя к образованию только водорода, гелия и лития, но не других, более тяжелых элементов. Теория Большого Взрыва предсказывает, и наблюдения подтверждают это предсказание, что в общей массе первичного вещества было из примерно 75% водорода, 25% гелия, и незначительное количество лития.

Узнать больше

Данное исследование представлено в статье “Исключительно древняя звезда гало“, («An extremely primitive halo star», Caffau et al.), которая появится в выпуске журнала «Nature» за 1 сентября 2011.

Группа состоит из Элизабетты Каффау (Elisabetta Caffau, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg [ZAH], Germany; GEPI — Observatoire de Paris, Université Paris Diderot, CNRS, France [GEPI]), Пьеркарло Бонифацио (Piercarlo Bonifacio, GEPI), Патрика Франсуа (Patrick François, GEPI; Université de Picardie Jules Verne, Amiens, France), Луки Сбордоне (Luca Sbordone, ZAH, Max-Planck Institut für Astrophysik, Garching, Germany; GEPI), Лоренцо Монако (Lorenzo Monaco, ESO, Chile), Моники Спит (Monique Spite, GEPI), Франсуа Спита (François Spite, GEPI), Ганса Людвига (Hans-G. Ludwig, ZAH; GEPI), Роже Кейреля (Roger Cayrel, GEPI), Симоны Заггиа (Simone Zaggia, INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Italy), Франсуа Хаммера (François Hammer, GEPI), Софии Рандич (Sofia Randich, INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy), Паоло Моларо (Paolo Molaro, INAF, Osservatorio Astronomico di Trieste, Italy), и Ванессы Хилл (Vanessa Hill, Université de Nice-Sophia Antipolis, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Cassiopée, Nice, France).

ESO, Европейская Южная Обсерватория – ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и наиболее продуктивная астрономическая обсерватория в мире. Ее деятельность поддерживается усилиями ученых 15 стран: Австрии, Бельгии, Бразилии, Чешской республики, Дании, Франции, Финляндии, Германии, Италии, Нидерландов, Португалии, Испании, Швеции, Швейцарии и Соединенного Королевства. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в инициировании и организации международного сотрудничества в астрономических исследованиях. ESO ведет работу в трех уникальных наблюдательных пунктах в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. На горе Параналь, в самой совершенной в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимом свете, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), и два обзорных телескопа. Телескоп VISTA работает в инфракрасной области и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба; обзорный телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимой области спектра. ESO – европейский партнер в революционном проекте телескопа ALMA, величайшего из существующих астрономических инструментов. Сейчас ESO планирует строительство 40-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазона (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, E-ELT), который станет “самым большим в мире глазом, глядящим в небо”.

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Сотовый: +8-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Dr Elisabetta Caffau
Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg / Observatoire de Paris, Université Paris Diderot, CNRS
Heidelberg / Paris, Germany / France
Телефон: +49 6221 54 1787 or +33 1 4507 7873
Email: Elisabetta.Caffau@obspm.fr

Dr Piercarlo Bonifacio
Observatoire de Paris, Université Paris Diderot, CNRS
Paris, France
Телефон: +33 1 4507 7998 or +33 1 4047 8031
Сотовый: +33 645 380 509
Email: Piercarlo.Bonifacio@obspm.fr

Dr Lorenzo Monaco
ESO
Santiago, Chile
Телефон: +56 2 463 3022
Email: lmonaco@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Email: rhook@eso.org

Перевод пресс-релиза ESO eso1132.
Bookmark and Share

О релизе

Релиз №:eso1132ru
Название:SDSS J102915+172927
Тип:• Milky Way : Star
Facility:Very Large Telescope
Science data:2011Natur.477...67C

Изображения

A star that should not exist
A star that should not exist
только на английском
The composition of a star that should not exist
The composition of a star that should not exist
только на английском
The remarkable star SDSS J102915+172927 in the constellation of Leo (The Lion)
The remarkable star SDSS J102915+172927 in the constellation of Leo (The Lion)
только на английском
The spectrum of a star that should not exist
The spectrum of a star that should not exist
только на английском
Wide-field view of the sky around the remarkable star SDSS J102915+172927
Wide-field view of the sky around the remarkable star SDSS J102915+172927
только на английском

Видео

Zooming in on the remarkable star SDSS J102915+172927
Zooming in on the remarkable star SDSS J102915+172927
только на английском

Также смотрите наши