Для того чтобы первые звёзды во Вселенной приоткрыли свои тайны, астрономы изучают элементный состав звёзд второго поколения, или звёзд с чрезвычайно низким содержанием металлов в Млечном Пути. Используя машинное обучение и современный нуклеосинтез сверхновых, доктор Тилман Хартвиг из Токийского университета и Института физики и математики имени Кавли, а также его коллеги обнаружили, что большинство наблюдаемых звёзд второго поколения были обогащены несколькими сверхновыми.
Нуклеосинтез Большого взрыва произвёл водород, гелий и следовые количества лития в первые минуты существования Вселенной. Все более тяжёлые элементы были синтезированы и высвобождены звёздами в момент их гибели (взрывы сверхновых).
Решающий переход от изначальной Вселенной ко Вселенной, обогащённой более тяжёлыми элементами (которые астрономы называют “металлами”), был инициирован первыми звёздами.
Эти звёзды, также называемые звёздами населения III, положили конец космическим тёмным векам, они образовали первые металлы, они способствовали повторной ионизации Вселенной, они могли дать семена для первых сверхмассивных чёрных дыр и они подготовили сцену для всего последующего формирования галактик.
Несмотря на их важность для космологии и интенсивных исследований в последние десятилетия, о звёздах населения III известно очень мало.
“Количество первых звёзд до сих пор было предсказано только на основе численного моделирования, и до сих пор не было возможности наблюдательно проверить теоретические предсказания”, – сказал доктор Хартвиг.
Результат, полученный исследователями, предполагает, что большинство первых звёзд образовались в небольших скоплениях, так что число сверхновых могло способствовать обогащению металлами ранней межзвёздной среды.
В своём исследовании доктор Хартвиг и его соавторы использовали искусственный интеллект для анализа содержания элементов в более чем 450 звёздах с чрезвычайно низким содержанием металлов, наблюдаемых на сегодняшний день.
Основываясь на недавно разработанном контролируемом алгоритме ИИ, обученном на теоретических моделях нуклеосинтеза сверхновых, астрономы обнаружили, что 68% наблюдаемых звёзд с чрезвычайно низким содержанием металлов имеют химический отпечаток, соответствующий обогащению несколькими предыдущими сверхновыми.
“Наш новый алгоритм представляет собой отличный инструмент для интерпретации больших данных, которые мы получим в следующем десятилетии из текущих и будущих астрономических исследований по всему миру”, – сказал профессор Чиаки Кобаяши, астроном из Университета Хартфордшира.
На данный момент доступные данные о старых звёздах в окрестностях Солнца – это лишь верхушка айсберга.
“Спектрограф Prime Focus, передовой инструмент, установленный на телескопе Subaru, является лучшим инструментом для обнаружения древних звёзд во внешних областях Млечного Пути далеко за пределами Солнечной системы”, – добавил доктор Михо Исигаки, астроном из Университета Тохоку.
Новый алгоритм открывает дверь, позволяющую максимально использовать разнообразные химические отпечатки в звёздах с низким содержанием металлов, обнаруженных с помощью спектрографа Prime Focus.
Общепринятая теория говорит нам, что первые звёзды во Вселенной должны быть массивнее Солнца. Логично было бы предположить, что первая звезда родилась в газовом облаке, масса которого в миллион раз больше, чем у Солнца.
Однако новое открытие убедительно свидетельствует в пользу того, что первые звёзды не рождались поодиночке, а формировались как часть звёздного скопления, двойной или множественной звёздной системы.
Это также означает, что мы можем обнаружить гравитационные волны от слияния первых двойных звёзд, произошедших вскоре после Большого взрыва, которые смогут зафиксировать будущие космические миссии.
По информации https://universetoday.ru/2023/04/04/pervye-zvyozdy-vo-vselennoj-rodilis-v-nebolshih-skopleniyah/
Обозрение "Terra & Comp".
