И ещё раз о литии во Вселенной: кто-то теряет, кто-то находит

Млечный Путь окружён 150 с лишним шаровыми скоплениями, весьма древними и населёнными очень старыми звёздами. К примеру, ближайшее к нам шаровое скопление Мессье 4 (в 7 200 световых годах) содержит звёзды с возрастом в 12,2 млрд лет и старше. Более того, его система PSR B1620-26 (имеющая, кстати, как минимум одну планету) и вовсе насчитывает 13 млрд лет.

Преклонный возраст всех этих объектов и определяет важность рассматриваемого исследования, поскольку позволяет нам лучше понять историю Вселенной. Но далеко не всегда всё складывается столь линейно.

Группа европейских астрономов под руководством Лоренцо Монако из Европейской южной обсерватории, проанализировав свежие спектральные данные звёзд этого скопления, полученные с помощью Очень большого телескопа, выявила весьма странную черту. Звёзды сформировались через 0,7–1,5 млрд лет после Большого взрыва. Это одни из первых светил Вселенной. Следовательно, они должны быть бедны тяжёлыми элементами и иметь низкую металличность. (Мы, правда, недавно писали о том, что целый ряд новых данных ставит под сомнению подобную конструкцию.)

Шаровое скопление Мессье 4, в котором находится звезда №37934, — не просто ближайшее к Земле, но и одно из самых загадочных. (Здесь и ниже изображения ESO Imaging Survey.)

Так вот, данные, полученные при анализе спектров звёзд в Мессье 4, одновременно и подтвердили, и опровергли стандартное видение ситуации. Подтвердили — потому что большинство звёзд шарового скопления и впрямь бедно тяжёлыми элементами. А опровергли — потому что одна из звёзд, пока имеющая лишь номер (карлик №37934), оказалась носителем очень большого количества лития, лёгкого металла, который теоретически должен был быть уничтожен за время жизни этой звезды — по крайней мере именно так произошло со всеми её соседями. Содержание лития в ней равно 2,87, что соответствует первоначальным высоким концентрациям во Вселенной и практически нигде более в нашей Галактике не наблюдается.

Сегодня основная гипотеза эволюции лития в атмосферах старых звёзд предполагает, что он, будучи тяжелее газов, составляющих звезду, постепенно погружается в её недра. Очевидно, поскольку звезда №37934, демонстрирующая высокое содержание лития, не выделяется среди своего окружения ни по возрасту, ни по иным параметрам, в ней всё должно было произойти точно так же.

Вид центральной части шарового скопления Мессье 4.

И тем не менее у неё, одной среди многих тысяч, лития много. Очевидно, она либо как-то смогла сохранить первоначальный литий (если мы правильно представляем себе эволюцию звёзд, то это вряд ли), либо каким-то образом умудрилась обогатить себя свежим литием, недавно появившимся рядом с ней. Хотя теоретически подобное возможно (в частности за счёт «обкрадывания» некогда существовавшей звезды-компаньона), практически совершенно неясно, почему среди десятков тысяч звёзд, среди которых двойные системы обычное дело, именно она одна столь богата литием.

Соответствующая работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics, а с её препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Европейской южной обсерватории.