В рамках недавнего исследования команда учёных, в которую входил Josh Simon из Университета Карнеги, провела анализ химических элементов наименьшей среди известных галактик — Segue 1. Исследователи пришли к выводу, что карликовая сфероидальная галактика — это своего рода «галактическое ископаемое», оставшееся от ранней Вселенной.
Астрономы надеются больше узнать о первых этапах формирования галактик после Большого Взрыва посредством анализа химического состава звезд. По их мнению, это поможет разгадать историю Млечного Пути и близлежащих галактик. Используя методы химического анализа, команде удалось довольно точно классифицировать древний состав Segue 1. Статья, посвящённая результатам проведенного исследования, была недавно опубликована в журнале «Astrophysical Journal».
Звезды образуются из облаков газа, таким образом, их состав отражает химический состав галактического газа, из которого они сформировались. Спустя несколько миллионов лет после того, как звезды «загораются», самые массивные — взрываются, в так называемые, сверхновые. В результате таких взрывов окружающий газ насыщается тяжёлыми металлами, произведёнными звездами в течение их жизни. Старые звезды, как правило, состоят из двух самых лёгких элементов: водорода и гелия. Это связано с тем, что они родились прежде, чем древние взрывы сверхновых звезд создали значительное количество тяжёлых элементов.
В большинстве галактик, этот процесс носит циклический характер, то есть с каждым поколением звезд в «сырьё» для образования новых звезд попадает всё больше тяжёлых элементов. Новый анализ показывает, что карликовая сфероидальная галактика Segue 1, которую часто называют шаровым скоплением, кардинально отличается от всех других галактик. Процессы звездообразования в этой галактике завершились, когда Segue 1 пребывала на самом раннем этапе своего развития. Вероятно, это было обусловлено аномально миниатюрными размерами.
По словам Josh Simon, в ходе исследования была установлено, что Segue 1 является наименее химически развитой галактикой среди тех, что известны астрономам. После нескольких первых взрывов сверхновых, вероятно, было сформировано лишь одно поколение новых звезд, после чего в течение последних 13 млрд. лет в галактике не образовалось ни одной звезды, объясняет исследователь.
Поскольку галактика длительное время пребывала в одном и том же состоянии, Segue 1 хранит уникальную информацию об условиях во Вселенной вскоре после Большого Взрыва. Прочие галактики подвергались многочисленным взрывам сверхновых, начиная с момента своего образования. Первые взрывы массивных звезд в сверхновые производят такие химические элементы, как магний, кальций и кремний. Последующие взрывы небольших звёзд производят железо. Уникально низкое содержание железа в Segue 1 по отношению к прочим химическим элементам показывает, что процессы звездообразования в галактике завершились прежде, чем произошёл взрыв сверхновой, испустивший железо в межзвёздный газ.
Такая «укороченная» эволюция означает, что продукты первых взрывов сверхновых в Segue 1 сохранились в своём первозданном виде. Весьма интересен тот факт, что очень тяжёлые химичесие элементы, такие как барий и стронций, почти отсутствуют в звездах Segue 1. По словам Anna Frebel их Массачусетского технологического института, которая возглавляла команду исследователей, наиболее тяжёлые химические элементы в этой галактике характеризуются самыми низкими концентрациями среди когда-либо идентифицированных учёными. Она отмечает, что это даёт учёным ключ к разгадке того, на что были похожи первые сверхновые.
Изучение отдельных звезд в карликовых галактиках может быть весьма трудоемким, и галактика Segue 1, которая вращается подобно нашему Млечному Пути, особенно проблематична в этом плане, так как содержит примерно всего 1000 звезд. Только семь звезд находятся в стадии «красного гиганта», что делает их достаточно ярким для современных телескопов, которые используют астрономы для измерения изобилия каждого химического элемента. У трёх из семи красных гигантов концентрация тяжёлых элементов более чем в 3000 раз ниже, нежели у Солнца, что ещё раз подтверждает примитивную природу галактики.
По словам Anna Frebel, обнаружение такой «ископаемой» галактики играет очень важную роль в астрономии, потому что обеспечивает новый взгляд на первые галактики.
Помимо Anna Frebel и Josh Simon в исследованиях также принимал участие Evan Kirby из Калифорнийского университета. Для исследования пяти звезд Segue 1 команда учёных использовала один из 6,5-метровых Magellan Telescopes в Чили. Ещё одну звезду галактики изучали посредством 10-метрового Keck I на Гавайях. Заключительная звезда была идентифицирована и измерена конкурирующей командой учёных, использующих 8,2-метровый Very Large Telescope Европейской Южной Обсерватории в Чили.
