Обнаружено большое количество кислорода в атмосфере древней звезды

Открытие было сделано международной группой астрономов из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Института астрофизики Канарских островов (IAC) и Кембриджского университета с использованием обсерватории Кека на Гавайях для анализа химического состава древней звезды, что дает важную подсказку о том, как кислород и другие важные элементы появились в первых поколениях звезд Вселенной.

«Это поразительный результат. Он рассказывает нам о самых ранних временах во Вселенной, используя звезды по соседству», - сказал главный ученый обсерватории Кек Джон О'Миара. «Я с нетерпением жду новых измерений, чтобы мы могли лучше понять самые ранние посевы кислорода и других элементов во всей молодой Вселенной».

Кислород - третий наиболее распространенный элемент во Вселенной после водорода и гелия. Он необходим для всех форм жизни на Земле, как химическая основа дыхания и строительный блок углеводов. Это также основной элементный элемент земной коры. Но кислород не существовал в ранней Вселенной, он появился в результате реакций ядерного синтеза, которые происходят глубоко внутри самых массивных звезд, массы которых примерно в 10 раз больше массы Солнца и более.

Для отслеживания раннего появления кислорода и других элементов необходимо изучить самые старые звезды, которые все еще существуют. J0815 + 4729 - одна из таких звезд. Он находится на расстоянии более 5000 световых лет в созвездии Рысь.

«Такие звезды как J0815 + 4729 называют гало-звездами», - объясняет астрофизик Калифорнийского университета в Сан-Диего Адам Бургассер. «Это связано с их примерно сферическим распределением вокруг Млечного пути, в отличие от более знакомого плоского диска более молодых звезд, к которым относимся и Солнце».

Эти звезды очень древние, что позволяет астрономам понять производство элементов на ранних этапах истории Вселенной.

Исследовательская группа наблюдала J0815 + 4729 с помощью спектрометра высокого разрешения, установленного на 10-метровом телескопе Кек I. Данные, полученные за более пяти часов наблюдения за звездой в течение одной ночи, были использованы для измерения содержания 16 химических веществ в атмосфере звезды, включая кислород.

Данные обсерватории Кека показали очень необычный химический состав. Несмотря на то, что в нем содержится относительно большое количество углерода, азота и кислорода - примерно 10, 8 и 3 процента от общего количества, измеренного на Солнце, - другие элементы, такие как кальций и железо, находятся в количестве, составляющем примерно одну миллионную часть Солнца.

«В гало нашей галактики известно всего несколько таких звезд, но ни у одной из них нет такого огромного количества углерода, азота и кислорода по сравнению с содержанием железа», - сказал Дэвид Агуадо, научный сотрудник Университета.

Поиск звезд этого типа включает специализированные проекты, которые просеивают сотни тысяч звездных спектров, чтобы обнаружить несколько редких источников, таких как J0815 + 4729, а затем проводят последующие наблюдения для измерения их химического состава. Эта звезда была впервые идентифицирована в данных, полученных с помощью Sloan Digital Sky Survey (SDSS), а затем была охарактеризована командой IAC в 2017 году с использованием Большого Канарского телескопа в Ла-Пальма, Испания.

Результаты опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters от 21 января 2020 года.