Телескоп «Спитцер» увидел свет самых древних звезд
|
Космический телескоп «Спитцер» зарегистрировал свет самых далеких звезд Вселенной, которые стали появляться примерно через 200 миллионов лет после рождения Вселенной. Если корректность проведенных наблюдений подтвердится, это будет первый случай непосредственной регистрации излучения так называемых звезд поколения III, которые до сих пор существовали лишь в моделях теоретиков.
Звезды поколения III получили свое название не за возраст — тогда они должны были бы считаться первым поколением, — а потому, что теория их строения была разработана позже других. К звездам поколения I относится большинство видимых на небе звезд, включая наше Солнце. Они сконцентрированы в дисках галактик и образовались из межзвездного вещества, обогащенного тяжелыми элементами (тяжелее водорода и гелия), от содержания которых существенно зависят наблюдаемые свойства звезд. Звезды поколения II образуют шаровые звездные скопления и гало — сферическую составляющую галактик. Они в большинстве своем образовались раньше, когда тяжелых элементов было меньше. Сгорая и взрываясь, звезды поколения II обогащали межзвездную среду тяжелыми элементами, готовя почву для роста современных звезд.
Но в звездах поколения II все-таки уже есть некоторое количество тяжелых элементов. Звезд совсем без них до сих пор на глаза астрономам не попадалось. В то же время первичное вещество Вселенной, оставшееся после Большого взрыва, не содержало практически ничего, кроме водорода и гелия. Попытки численно смоделировать звезды без тяжелых элементов показывали, что они могут быть в сто и более раз тяжелее Солнца. При этом они также должны быть очень горячими и всего за несколько миллионов лет сжигать свое ядерное топливо, испытывая в конце колоссальные взрывы и выбрасывая «продукты жизнедеятельности» в космос.
Ничего подобного астрономы не наблюдали, да и, согласно теории, такие звезды могли появляться только в далеком прошлом, так как своими взрывами они необратимо изменили химический состав межзвездной среды. Поэтому долгое время к звездам поколения III не проявляли большого интереса. Однако сейчас чувствительность телескопов вплотную подошла к тому порогу, за которым становится возможным разглядеть эти первые звезды Вселенной.
Группа под руководством Александра Кашлинского из Центра космических полетов имени Годдарда (NASA Goddard Space Flight Center) заставила телескоп «Спитцер» 10 часов (по другой информации — 40 часов) накапливать инфракрасное излучение, идущее с небольшой площадки в созвездии Дракона. Затем астрономы вычли вклад всех известных источников инфракрасного излучения — в Солнечной системе, в нашей Галактике и за ее пределами, — а получившийся диффузный остаток отнесли на счет тех самых далеких звезд поколения III.
Остаточное излучение распределено неровными пятнами с характерным размером около 10 млн световых лет. Это говорит о том, что уже в ту далекую эпоху первичные звезды группировались в своего рода «сверхскопления», и это служит косвенным подтверждением существования темной материи. В пресс-релизе, опубликованном на сайте телескопа «Спитцер», говорится, что результаты наблюдений согласуются с данными по космическому микроволновому фону (реликтовому излучению), которые были получены спутниками COBE в 1990 году и WMAP в 2003 году.
Выполненные наблюдения находятся на самом пределе возможностей телескопа «Спитцер». Исследователи даже отмечают, что в процессе работы им удалось «выжать» из инструмента такие возможности, которые не закладывались в него при конструировании. Полученные результаты сильно зависят от примененных методов обработки. Малейшая неточность или неучтенный вклад какой-нибудь далекой галактики могут сделать выводы ошибочными. Поэтому окончательное подтверждение, что наблюдаются именно звезды поколения III, сможет дать только инфракрасный космический телескоп Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope), который NASA планирует запустить после 2013 года. Он сможет наблюдать всплески яркости, связанные со взрывами сверхновых среди звезд поколения III.
Александр Сергеев
