Астрономи виявили найвіддаленішу наднову, яку коли-небудь спостерігали, яка спалахнула із зірки незабаром після того, як Всесвіт вийшов із первісної темряви. Відкриття, яке стало можливим завдяки космічному телескопу Джеймса Вебба (JWST), дає безпрецедентне розуміння народження та смерті перших зірок у Всесвіті — масивних первісних сонць, які значно відрізнялися від тих, що існують сьогодні.
Проблеми вивчення ранніх наднових
Наднові зірки, катастрофічні вибухи вмираючих зірок, є одними з найбільш вражаючих подій у Всесвіті. Однак світло від цих подій у ранньому Всесвіті досягає Землі через мільярди років, стаючи все слабшим на таких величезних відстанях. Більшість наднових наднових занадто тьмяні, щоб їх можна було виявити на таких екстремальних відстанях, за винятком наднових типу Ic, які випромінюють особливо яскраві гамма-промені. Більш поширені наднові типу II, які виникають, коли у масивних зірок закінчується паливо, зазвичай невидимі на таких глибинах.
SN Eos: прорив завдяки гравітаційним лінзам
Дослідники під керівництвом Девіда Култера з Університету Джона Гопкінса подолали цю перешкоду, вивчивши SN Eos, наднову типу II, яка існувала лише через мільярд років після Великого вибуху. Ключем до цього спостереження було гравітаційне лінзування : наднова з’явилася за масивним скупченням галактик, гравітація якого збільшила її світло в десять разів, роблячи її доступною для спостереження. Це природне покращення дозволило провести детальний спектроскопічний аналіз – перше подібне підтвердження наднової на такій відстані.
Наслідки для складу раннього Всесвіту
Спектр SN Eos показує, що зірка, яка вибухнула, містила надзвичайно мало важких елементів – менше 10% від того, що міститься в нашому Сонці. Це підтверджує теоретичні моделі, які припускають, що ранній Всесвіт складався в основному з водню та гелію, оскільки важчі елементи ще не були сформовані в результаті еволюції зірок.
«Це відразу говорить нам, який тип зоряної популяції [зірки] вибухнув», — каже Ор Граур з Університету Портсмута, підкреслюючи важливість цих доказів складу.
Епоха реіонізації та космічної прозорості
SN Eos існував лише кілька сотень мільйонів років після ери реіонізації. Це був переломний момент, коли світло перших зірок іонізувало нейтральний водень, перетворюючи непрозорий Всесвіт на прозорий для випромінювання. Це робить SN Eos фактично найвіддаленішою надновою, яку ми можемо сподіватися спостерігати, представляючи майже межу нашої здатності безпосередньо вивчати ранній Всесвіт.
Чому це важливо
Вивчення окремих зірок у ранньому Всесвіті надзвичайно рідкісне. Як правило, астрономи роблять висновок про властивості ранніх галактик на основі спільного світла багатьох зірок. SN Eos надає унікальну можливість вивчити одну зірку на цих відстанях, показуючи, що зірки в ранньому Всесвіті принципово відрізнялися від зір у нашому локальному Всесвіті. Цей прорив допомагає уточнити наше розуміння населення зірок, швидкості утворення зірок і умов, які панували незабаром після народження Всесвіту.
Це спостереження знаменує собою нову еру в астрономії наднових. Зазирнувши глибше в минуле Всесвіту, ми можемо реконструювати умови, за яких утворилися перші зірки і, зрештою, Всесвіт, який ми бачимо сьогодні.
