Вселенная возникла примерно 13,8 миллиарда лет назад в результате Большого взрыва. Первоначально чрезвычайно горячий газ «облака взрыва» расширялся и становился все холоднее и холоднее. Поскольку в то время на космических просторах не было звезд, ученые говорят о «темных веках» Вселенной.
Примерно через 400 миллионов лет после большого взрыва из газов, образовавшихся в результате взрыва, образовались первые звезды. Из-за химического состава исходных газов — в основном водорода, гелия и следов лития — масса звезд должна была быть в 10-100 раз больше, чем у Солнца, и поэтому они должны были излучать чрезвычайно яркий свет.
Они быстро исчерпали свое ядерное топливо, и поэтому эти звезды светили всего несколько миллионов лет. Они распались в результате гигантских взрывов, во время которых высвобождались тяжелые химические элементы, которые «восстанавливались» последующими звездными поколениями. Точное химическое исследование этого второго поколения звезд может позволить сделать выводы о свойствах самых первых звезд.
Три оригинальные звезды были открыты благодаря наблюдениям в Парижской обсерватории группой астрономов во главе с доктором Пьеркарло Бонифачо. Помимо водорода и гелия они содержат очень небольшое количество других химических элементов, в том числе огромное количество углерода. Поэтому астроном доктор Паоло Моларо из обсерватории Триеста подозревает, что они принадлежат к особому — совершенно новому — классу оригинальных звезд.
Программа Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили по наблюдению за такими объектами была инициирована доктором Элизабеттой Каффау во время ее работы в качестве научного сотрудника Глизе Гейдельбергского университета в обсерватории Кенигштуль. Чтобы с большой точностью определить чрезвычайно слабые частоты элементов, ученые используют компьютерное моделирование звездных атмосфер. Эти модели разработаны доктором Хансом-Гюнтером Людвигом, исследователем из обсерватории Кенигштуль.События, способствующие образованию первых звезд во Вселенной, изучаются в Институте теоретической астрофизики Группой звездообразования под руководством профессора доктора Ральфа Клессена.
Он сообщает, что углерод играл важную роль в молодой Вселенной как «хладагент», способствующий сжатию межзвездного газа в звезду. Чем лучше охлаждение, тем меньше могут образовываться звезды.
Но даже с углеродом первые звезды должны были иметь по крайней мере в десять раз больше массы, чем недавно обнаруженные кандидаты. «Вероятно, межзвездная пыль была хладагентом, способствовавшим образованию этих маломассивных звезд. Сейчас мы собираемся изучить это подробно», — говорит профессор Клессен.Текущие открытия позволяют по-новому взглянуть на события, связанные с появлением первых звезд. Соответственно, эти звезды должны возникать не изолированно, а группами, подчеркивает профессор Клессен.
Звезды большой массы взорвались всего через несколько миллионов лет, но гораздо менее интенсивно, чем предполагалось. Ученый из Гейдельберга объясняет: «Только тогда более легкие элементы, такие как углерод или кислород, могут быть спроецированы в космос достаточно далеко, чтобы быть полезными для новых звезд, которые имеют меньшую массу, но более длительную жизнь».
Однако возникает еще один загадочный вопрос. Три недавно открытых звезды не содержат следов лития, хотя этот химический элемент также содержится в исходном газе.
Для доктора Марко Лимонги из Римской обсерватории, который также является частью международной исследовательской группы, это еще одна загадка, ожидающая своего раскрытия.