Звезды в процессе своего развития трансформируют водород и гелий в более тяжелые элементы, увеличивая свою металличность. Звезды с низким уровнем металличности встречаются крайне редко. Тем не менее, почти нулевое содержание тяжелых элементов было впервые обнаружено учеными.
Звезды во Вселенной обладают уникальными чертами. Астрономы полагают, что первые светила, сформировавшиеся после Большого взрыва, состояли преимущественно из водорода и гелия с небольшими примесями лития, в то время как более тяжелые элементы появились позже в результате термоядерного синтеза. Когда такие звезды взрывались, как сверхновые, тяжелые элементы распространялись по космосу и формировали новые звезды. Каждое последующее поколение содержало больше тяжелых элементов, что делало их состав более «тяжелым».
Хотя большинство звезд по-прежнему в основном состоят из водорода и гелия, их состав теперь включает множество тяжелых элементов, объем которых увеличивается с возрастом звезд. Эти элементы регистрируются в спектрографических данных, когда астрономы получают свет от удаленных объектов. Звезды считаются «нетронутыми» (англ. pristine), если данные указывают на отсутствие тяжелых элементов. Нулевая металличность подразумевает, что такие объекты, вероятно, являются очень старыми звездами из предыдущих поколений.
Группа астрономов под руководством Александра Джи из Чикагского университета полагает, что им удалось найти самую «девственную» звезду в видимой Вселенной. Команда опубликовала свои результаты на сервере препринтов arXiv.
Звезда, известная как SDSS J0715-7334 или просто J0715-7334, является красным гигантом, предположительно обладающим самой низкой металличностью — содержанием тяжелых элементов — среди всех когда-либо зарегистрированных звездных объектов. Подробный спектральный и химический анализ, проведенный командой, показывает, что общая металличность J0715-7334 составляет менее 7,8 x 10-7. Для сравнения: следующая по низкому содержанию металлов звезда, известная на сегодняшний день, это J1029+1729. Она находится в Млечном Пути. Ее общая металличность примерно 1,4 × 10-6. По содержанию железа ближайший «конкурент» — SMSS J0313-6708. Он содержит атомов Fe в 10 раз больше.
Однако этой звезде не хватает не только железа. В SDSS J0715-7334 также зафиксировано удивительно низкое содержание углерода. Даже в других звездах с очень низким уровнем железа все равно присутствует значительное количество углерода, который образуется в процессе термоядерного синтеза гораздо раньше. Недостаток углерода делает эту недавно открытую звезду еще более исключительной.
Согласно мнению команды, химический состав SDSS J0715-7334 указывает на то, что объект сформировался из газа, образовавшегося в результате взрыва сверхновой III популяции с массой порядка 30 солнечных. Звезды III популяции (или населения) — это светила, которые возникли в первый миллиард лет после Большого взрыва.
Точный химический состав самых бедных металлами звезд можно соотнести со свойствами звезд III населения, не содержащих металлов, с помощью моделей нуклеосинтеза сверхновых. J0715−7334 — образец звезды III популяции, поскольку ее удаленная орбита исключает значительное поверхностное загрязнение межзвездной средой, а большая конвективная оболочка устраняет любые эффекты диффузионного осаждения.
Исследователи, используя данные Gaia и орбитальное моделирование, провели кинематический анализ, чтобы проследить вероятный путь звезды. Анализ с высокой вероятностью показал, что изначально звезда была частью Большого Магелланова Облака, а затем мигрировала в Млечный Путь.