Новости науки |
07.11.02. Самая "чистая" звезда. |
Вещество, которым оказалась заполнена Вселенная после рекомбинации состояло в основном из водорода и некоторого количества гелия (23% по массе). Были и другие легкие элементы (дейтерий, литий и т.д.) но в крайне малых количествах. Все они образовались в ранней Вселенной на стадии первичного нуклеосинтеза. А вот в веществе, которое мы видим вокруг нас, тяжелые элементы есть, причем
их достаточно много. Астрономы называют все эти элементы (все, кроме водорода и
гелия) металлами, а их обилие обозначают большой буквой Z. Элементы до железа
(включительно) возникают при термоядерных реакциях, протекающих в ядрах звезд, а
еще более тяжелые образуются при вспышках сверхновых. Это означает, что все
вещество, которое мы видим побывало в недрах звезд или перемешалось с веществом
там побывавшим. Теперь о "самой чистой" звездеОткрыта она была так. Сначала был проведен обзор HES (Hamburg/ESO) на небольшом 1-м шмидтовском телескопе с объективной призмой. Инструмент позволял исследовать объекты с B<17.5 и получать для них спектры с разрешением 15 Ангстрем. Целью этого обзора было выявление объектов разных типов (составление списков их кандидатов) - квазаром, звезд с химическими аномалиями - в том числе и звезд с сильным дефицитом металлов. Список звезд крайне бедных металлами оказался невелик. В нем присутствовала звезда HE0107-5240 (наша героиня) с координатами alpha=01h 09m 29.1s, delta=-52o 24' 34'' на эпоху (J2000) и звездной величиной B=15.86. Затем спектр этой звезды с умеренным разрешением был получен на 2.3-м телескопе в обсерватории Siding Spring. Это наблюдение показало, что звезда действительно представляет большой интерес, и ее пронаблюдали на одном их четырех 8.2-м телескопов VLT на обсерватории Паранал в Чили. Анализ этого высокоточного спектра показал, что звезда HE0107-5240 является красным гигантом (т.е. водород в ее центре уже выгорел и теперь действует слоевой источник вокруг гелиевого ядра), поверхностная температура звезды Teff=5100 +/- 150 K, возраст около 12 миллиардов лет, а масса ~ 0.8 Mo (последние две величины получены из анализа эволюционных треков). HE0107-5240 - звезда сферической составляющей Галактики и находится далеко от галактического диска. Но самой важной величиной оказалось обилие железа [Fe/H]=-5.3+/-0.2 (!). (Поясним: отношение двух элементов, взятое в квадратные
скобки, означает Это означает, что в HE0107-5240 железа в 200 000 раз меньше,
чем в Солнце. В Солнце один атом железа приходиться на 31 000 атомов
водорода, а в HE0107-5240 - на 6 800 000 000.
[A/X] = log10(NA/(NB) - log10(NA/(NB)o т.е. на сколько отношение числа атомов этих элементов в звезде отличается от Солнечного.) Еще 10-15 лет назад самые бедные металлами звезды, которые были найдены в шаровых скоплениях Млечного Пути, были беднее Солнца по химсоставу всего лишь в 300 раз (или чуть больше). В последние 10 лет удалось найти несколько звезд с существенно большим дефицитом металлов. Рекордсменом среди них была звезда CD -38o 245 c [Fe/H]=3.98, т.е. в 10 000 более бедная железом по сравнению с Солнцем. (Ее спектр показан на рисунке.) Но все не так простоЗвезда HE0107-5240 очень бедна железом, но вот ряд других элементов присутствует в ней в существенно больших количествах. Причем отношение числа атомов этих элементов к железу превосходит солнечное на несколько порядков (от 2 до 5). Авторы дают несколько объяснений этому феномену.
Какие можно сделать выводыЗвезда HE0107-5240 образовалась из облака газа с [Fe/H]~5.3. Это не дозвездный газ, в котором Fe/H=0, но уже очень близкое к нему вещество. HE0107-5240 - очень старая звезда, возможно одна из самых старых в Галактике. Ее возраст близок к возрасту Вселенной (самая популярная оценка которого сегодня 13.6 миллиардов лет). Но из-за аномального химического состава сравнивать ее возраст с возрастами других звезд достаточно тяжело. Ранее считалось, что начальная функция масс звезд первого поколения (population III) была сдвинута в сторону высоких масс. Это объяснялось тем, что джинсовская масса (размер коллапсирующей под действием собственной гравитации области в однородной межзвездной среде при заданной температуре) зависит он наличия металлов, так как их роль в охлаждении современной межзвездной среды определяющая). В их отсутствие (при Z<10-4Zo) эту роль выполняют молекулы, в первую очередь молекула водорода H2, но они делают это менее эффективно. Однако открытие звезды HE0107-5240 с массой 0.8Mo говорит о том, что и среди звезд 1-го поколения были маломассивные объекты. И под конец два вопроса (с ответами). Сколько еще подобных звезд может быть в Галактике? Заметка написана по материалам статьи в журнале Nature, 419, 904-906, (2002) и пресс-релиза ESO. |
|