Небесный младенец: звёзды из чистого водорода экспресс

Оригинал: "What is Powering the Enigmatic He II Emitter Hebe: The First Stars or Black Holes?"
arXiv:2604.19075 · 2026-04-21 · CC BY 4.0 · 2 мин
Телескоп «Джеймс Уэбб» разглядел в далёкой галактике светящийся сгусток, который, скорее всего, зажгли самые первые звёзды во Вселенной.

Костёр, сложенный из чистого спирта, горит жарко и почти не даёт дыма. Примерно так же светили первые звёзды — в них не было тяжёлых элементов, только водород и гелий, оставшиеся после Большого взрыва. Один такой «костёр», возможно, удалось поймать телескопу «Джеймс Уэбб» в галактике GN-z11. Мы видим её такой, какой она была через 400 миллионов лет после рождения Вселенной.

В спектре крошечной яркой области, которую назвали Hebe, нашли сильную линию ионизованного гелия на длине волны 1640 ангстрем. Это как отпечаток пальца, оставленный очень горячим ультрафиолетовым излучением. Тяжёлых элементов там не обнаружили — только верхний предел. Значит, источник либо почти первозданный, либо мы видим свет от скопления так называемых звёзд населения III. Это первые гипотетические светила, собранные из первичной смеси газов.

Звезда населения III — мысленный эксперимент астрофизиков: массивный шар из водорода и гелия, без примеси углерода, кислорода или железа. Такие звёзды должны были жить ярко и умереть молодыми, разбросав по космосу первые крупицы тяжёлых элементов.

Авторы работы сравнили наблюдения с компьютерными моделями рождения звёздных скоплений в ранней Вселенной. Получилось, что в Hebe могло поместиться несколько сотен тысяч солнечных масс — примерно как 300 000 наших Солнц, собранных в тесный рой. Это на пределе того, что допускает стандартная модель формирования первых звёзд. Альтернатива — аккрецирующая сверхмассивная чёрная дыра — тоже даёт жёсткое излучение. Но её ультрафиолетовый «почерк» хуже ложится на измеренные линии гелия и водорода. Чёрная дыра перегревает окружающий газ иначе, и расчётная яркость рекомбинационных линий расходится с наблюдениями.

Рекомбинационная линия — это вспышка света, когда свободный электрон садится обратно на ядро атома. Цвет вспышки говорит о температуре и составе газа.

Так что Hebe, скорее всего, — настоящий небесный младенец: звёздное скопление, зажжённое в эпоху, когда таблица Менделеева была почти пуста. Его свет шёл к нам 13,4 миллиарда лет — почти всё время существования Вселенной, — чтобы рассказать, с чего всё начиналось.

Линия гелия He II λ1640, которую увидел «Уэбб», в сто раз «жёстче» обычного ультрафиолета: чтобы её излучить, нужна температура выше 50 000 градусов — как на поверхности самых горячих известных звёзд.

В романе «Сами боги» Айзека Азимова описаны существа из параллельной вселенной, где звёзды состоят из чистого водорода — почти как гипотетические звёзды населения III, только там они живут по иным законам физики.

Учёные
Albert EinsteinHans BetheLise MeitnerMargaret BurbidgeCharles-Augustin de CoulombAlan Guth
Понятия
звёзды населения III первые звёзды тёмная звезда чёрные дыры ранней Вселенной чёрная дыра промежуточной массы бедный металлами активная галактика квазипериодические извержения предел массы нейтронной звезды молекулярный водород м87 центральный двигатель крабовидная туманность шаровое скопление металлы активное ядро галактики обогащение металлами ранней Вселенной вспышка звездообразования альфа-линия водорода квазизвезда