Коли у Всесвіті з'явилися перші зірки?

Астрономів давно цікавить ранній Всесвіт та їхцікавість виправдана – найперші зірки та галактики дуже відрізняються від тих, що ми спостерігаємо навколо. Так, зірки, що сформувалися приблизно через 800 мільйонів років після Великого вибуху, мають інший склад і найчастіше збираються до груп, які вчені називають кульовими скупченнями. Як правило, вони оточують далекі галактики, проте визначити їх точний вік непросто. На щастя, запуск космічної обсерваторії Джеймс Вебб на навколоземну орбіту допоможе астрономам вивчити одну з найстародавніших зірок на просторах Всесвіту - Мафусаїл. Вік цього небесного тіла оцінюється більш ніж у 12 мільярдів років, а деякі дослідники раніше стверджували, що Мафусаїл старший за сам Всесвіт (вік останнього, нагадаємо, становить 13,8 млрд років). Але як таке можливо, і звідки взялися ці парадоксальні цифри? Давайте розумітися!

Лише кілька десятиліть тому зірка Мафусаїл вважалася старшою за сам Всесвіт.

Зірка Мафусаїл – найдавніша з усіх відомих зірок,розташована в сузір'ї Терезів, на відстані 190 світлових років від Сонячної системи. Лише кілька десятиліть тому цю зірку вважали старшою за сам Всесвіт.

Перші зірки та галактики

Астрономія подібна до машини часу, оскільки миможемо дивитися на події, що сталися мільярди років тому. Дивлячись на об'єкти, що виникли невдовзі після того, як Великий вибух сформував наш Всесвіт, ми можемо дізнатися багато нового про походження галактик, зірок та екзопланет. Вважається, що їх вік не може перевищувати позначки 13,8 мільярдів років, про що свідчить реліктове випромінювання - Світло від первинної плазми раннього Всесвіту, що залишилося після Великого вибуху.

Нагадаємо, що реліктове випромінювання свідчить про екстремально гарячу температуру раннього Всесвіту і рівномірно заповнює простір, узгоджуючи теорію Великого вибуху.

Визначити вік Всесвіту також можна спостерігатиза найдальшими небесними об'єктами. Це особливо стосується перших зірок та галактик, пошуками яких займаються астрономи з усього світу. Їхнім головним помічником сьогодні є космічна обсерваторія Джеймс Вебб, запущена на навколоземну орбіту раніше цього року. Це диво техніки серйозно розширює обрій космічних спостережень, про що ми нещодавно розповідали тут (і тут).

Склад найвіддаленіших від Землі зірок сильно відрізняється від тих, що ми спостерігаємо поблизу

Нагадаємо, що Вебб приступив до повноцінної роботивлітку цього року, однак отримані з його допомогою дані вже допомогли астрономам детально розглянути величезну кількість віддалених об'єктів, включаючи зірку Мафусаїл, вік якої складали легенди. Так, у 2000 році вважалося, що ця давня зірка старша за сам Всесвіт, а її приблизний вік оцінювали в 16 мільярдів років.

Ще більше цікавих статей про зірки та галактики у Всесвіті читайте на нашому каналі в Яндекс.Дзен – там регулярно виходять статті, яких немає на сайті!

Подальші дослідження спростували першіприпущення, вказавши, що зірка народилася приблизно 14,46 мільярда років тому. Ці суперечливі дані зрештою перетворили зірку Мафусаїл на справжнісінький космічний парадокс, оскільки ніщо не може бути старшим за Всесвіт.

Найдавніша зірка у Всесвіті

Щоб розібратися з походженням Мафусаїла,який знаходиться на відстані 190 світлових років від Сонячної системи, астрономи звернули увагу на дані фотометрії, інтенсивності світіння та спектроскопії. Все тому, що більшість хімічних компонентів, що складають Всесвіт, утворилися в ядрах масивних зірок або під величезним тиском їх остаточного колапсу (загибелі).

В одному тільки спостережуваному всесвіті мешкає 200 мільярдів трильйонів зірок.

Кожне нове покоління зірок містить декількаінше поєднання елементів, ніж попереднє, а їхній хімічний відбиток має сильно відрізнятися від відбитка зірок, подібних до нашого Сонця, – пояснюють фахівці.

Астрономи вивчили співвідношення водню та гелію внайдальших небесних світилах, звернувши увагу на кульові скупчення. З їхньою допомогою, як імовірно знає шановний читач, можна визначити, чи належить та чи інша зірка до першого покоління всіх існуючих на просторах Всесвіту об'єктів. І, як раніше встановили вчені, зірка Мафусаїл складається переважно з гелію та водню.

Дослідження, проведені після 2000 рокупоказали, що приблизний вік цієї давньої зірки становить щонайменше 14,46 мільярдів років із похибкою 700-800 мільйонів. І ця цифра (на відміну від 16 млрд) більш-менш вкладається в раніше вказаний вік нашого космічного будинку.

Не пропустіть: Від хмар до комп'ютерної симуляції: як народжуються зірки?

Карта реліктового випромінювання

На щастя, наукові дослідження останніх двох роківпрояснили ситуацію: згідно з нещодавно отриманими оцінками, вік Мафусаїла не перевищує 13,6 мільярда років, що сумісне з часом утворення деяких найстаріших зірок. І, як показали розрахунки 2021 року, ця дивовижна зірка на 1,8 мільярда років молодша за Всесвіт.

Кульові скупчення та вік Всесвіту

До схожих оцінок віку Всесвіту прийшлиавтори нового дослідження, опублікованого у журналі Astrophysical Journal Letters. Вивчаючи віддалені кульові скупчення астрономи дійшли висновку, що найдавніші світила могли утворитися приблизно 13 мільярдів років тому. У ході роботи вчені спиралися на дані космічного телескопа Джеймса Вебба, за допомогою якого їм вдалося проаналізувати довжину світлових хвиль, що виходять від далеких зоряних скупчень.

стародавні кульові скупчення на знімку «Джеймса Вебба»

Цікавий факт
Галактика Чумацький Шлях налічує близько 150 кульових скупчень. Їхня історія ще недостатньо вивчена астрономами, і виміряти їх вік може бути надзвичайно складно.

За словами астронома Аделаїди Клейссенс зСтокгольмського університету, до Вебба було практично неможливо виявити кульові скупчення через величезну відстань між ними і Землею. Але з допомогою нової космічної обсерваторії, раніше недоступні спостережень об'єкти вдалося виявити як слід розглянути.

Знімок високої роздільної здатності, отриманий за допомогоюВебба містить тисячі галактик і щільні групи з мільйонів зірок. Ці стародавні колекції можуть містити підказки про ранні етапи формування Всесвіту. Нагадаємо, що обсерваторія Джеймс Вебб відстежує інфрачервоне випромінювання, яке є теплом, здатним проникати крізь пилові хмари - область, побачити яку всього кілька місяців тому вважалося неможливим.

Після Великого вибуху наш Всесвіт розширюється з дедалі більшою швидкістю. Однак пояснити чому це відбуватися дослідники поки що не можуть

Вам буде цікаво: Нове значення постійної Хаббла: чому Всесвіт розширюється із прискоренням?

У ході дослідження було одержано три зображення12 кульових скупчень в інфрачервоному діапазоні, п'ять з яких є найдавнішими з будь-коли виявлених. Тільки уявіть, скільки дивовижних відкриттів чекає на нас попереду, адже обсерваторія Джеймс Вебб розпочала роботу зовсім недавно. Не виключено, що вже зовсім скоро ми дізнаємося багато нового про народження, еволюцію та вік Всесвіту, а також про найперші сформовані в ній об'єкти.