Древние звёзды гало Млечного Пути выявили переломный этап химической эволюции галактики

30.03.2025 22:53:00 | iXBT.com

Международная группа астрономов приблизилась к пониманию происхождения древнейших звёзд, окружающих нашу галактику в виде гигантского «ореола». Исследование, основанное на анализе звёзд с крайне низким содержанием металлов — в сотни раз меньше, чем у Солнца, — выявило закономерности, которые могут переписать сценарий ранней эволюции Млечного Пути.

Учёные сосредоточились на звёздах, где содержание железа как минимум в 100 раз ниже солнечного. Для анализа использовались спектры высокого разрешения, которые позволили определить не только состав, но и возраст объектов. Температуру светил рассчитывали по колебаниям в линии Hα (свечение водорода) с применением трёхмерных моделей, учитывающих неравномерный нагрев звёздной атмосферы. Этот метод минимизировал погрешности, свойственные упрощённым подходам.

Источник: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC/Caltech)

Ключевой результат — обнаружение чёткого «излома» в соотношении магния и железа. График, отображающий зависимость доли магния от содержания железа, показал резкий перегиб в точке, где металличность звёзд примерно в 600 раз ниже солнечной. Этот переход отражает сдвиг в процессах химического обогащения галактики: от доминирования взрывов первых массивных звёзд (богатых магнием) к более медленному накоплению железа в результате эволюции светил меньших размеров.

Расчёты с учётом неравномерного распределения энергии в атмосферах звёзд (эффекты NLTE) сократили разброс данных втрое для красных гигантов. Для карликовых звёзд трёхмерные модели повысили расчётную долю магния на 0.2 пункта по сравнению с традиционными методами — это сопоставимо с переходом от эскиза к точному чертежу. Средний возраст изученных объектов составил 12.5 млрд лет, что делает их ровесниками раннего Млечного Пути.

Кинематический анализ подтвердил принадлежность звёзд к гало, но не выявил следов масштабных слияний с другими галактиками. Хотя часть объектов движется по орбитам, схожим с остатками древних столкновений (например, Gaia-Enceladus), их химический состав не отличается от «коренных» звёзд гало. Это ставит под сомнение методы классификации древних объектов по траекториям движения.

Учёные рассматривают два сценария происхождения звёзд: формирование в уже существовавшем «зародыше» Млечного Пути 12.5 млрд лет назад или их миграцию из нескольких карликовых галактик с похожими условиями. Для проверки гипотез потребуется анализ других элементов, таких как алюминий и натрий, с использованием 3D-моделей.

Исследование не только уточняет хронологию эволюции галактик, но и демонстрирует важность новых методов спектрального анализа. С вводом в строй телескопов следующего поколения астрономы рассчитывают восстановить полную картину формирования гало — от первых звёзд Вселенной до современной структуры Млечного Пути.

Подробнее