Astronomlar olis ULAS J1342+0928 kvazardagi mavjud gaz moddasi koinotdagi birinchi yulduzlar boʻlgan bugʻsimon, beqaror, oʻta yangi yulduzlar qoldiqlari bilan boyitilganligi toʻgʻrisida dalillarni topdi. Ular hayotining oxirida ulkan III turkum yulduzlariga aylangan. Oddiy, oʻta yangi yulduzlarni oʻz ichiga olgan galaktikalarning kimyoviy rivojlanish standart modeli kvazar boʻyicha kuzatuvlarni toʻliq tushuntirib bera olmaydi. Maqola The astrophysical journal jurnalida nashr qilingan.

Katta portlashning asosiy fazoviy modeliga koʻra, dastlab koinotda faqat vodorod va geliy, shuningdek, oz miqdorda deyteriy va litiy mavjud boʻlgan. Qolgan kimyoviy elementlar esa yulduzlarning ichki qismida paydo boʻlgan va atrof-muhitga ularning yemirilishidan keyin tarqalgan. Shunday qilib, katta portlashdan 100–300 million yil oʻtgach paydo boʻlgan koinotdagi birinchi yulduzlar deyarli metallsizligi bilan ajralib turadigan, ulkan yoritkichlar boʻlgan va ular III turkum yulduzlari sifatida nomlangan. Agar bunday yulduzlar bizning Quyosh bilan taqqoslanadigan ogʻirlikka ega boʻlsa, ular Somon yoʻli galaktikasidan topilgan boʻlar edi. Ammo bunday holatlar bunday emas.

Z∼7–10 qizil maydonlarda birinchi kvazar va yulduzlarning shakllanishi reionizatsiya davrida sodir boʻlgan koinotdagi neytral gazning qayta ionlanishida muhim rol oʻynagan deb qabul qilinadi. Bundan tashqari, har xil ogʻirlikdagi III turkum oʻta yangi yulduzlari portlashi galaktika ichidagi gazni kimyoviy elementlar bilan boyitgan va ulardan keyinchalik II turkum yulduzlari hosil boʻlgan. Bizning Quyoshimiz yulduzlarning oldingi avlod elementlari bilan boyitilgan gazdan hosil boʻlgan I turkum yulduzidir. Biroq III turkum yulduzlarini kashf qilish boʻyicha ishonchli holatlar hali ham mavjud emas va ehtimoliy kuzatuvlar, shu jumladan, Somon yoʻlida oʻtkazilgan tadqiqotlar natijasi ularni toʻgʻri talqin qilish boʻyicha bahs mavzusi boʻlib qolmoqda.

Tokio universiteti xodimi Yudzuru Yosii boshchiligidagi astronomlar guruhi ULAS J1342+0928 kvazarida III turkum yulduzlaridan qolgan oʻta yangi yulduzlar moddasi borligi haqidagi dalillarni topganini maʼlum qildi. Olimlar Shimoliy “Jemini” teleskopiga oʻrnatilgan GNIRS spektrografidan foydalangan holda toʻlqin uzunligi 0,9–2,5 mikrometr diapazonida kvazarning spektroskopik kuzatuvlarini oʻtkazdi. Tadqiqotchilarni kvazar spektridagi Fe II va Mg II emissiya chiziqlari qiziqtirib qoldi. Ulardan kvazardagi kimyoviy rivojlanishni baholashga imkon beradigan [Mg/Fe] va [Fe/H]ning nisbiy koʻpligini aniqlash uchun foydalanildi.

ULAS J1342+0928ʼning bolometrik yorqinligi (koʻzga koʻrinmaydigan diapazonda ulkan energiya chiqaradigan yulduzlar yorqinligini oʻlchash uchun ishlatiladigan birlik) sekundiga 2,47×1046 erg (mexanik quvvat oʻlchov birligi) bo‘lib, u 7,6×108 darajadagi Quyosh ogʻirligiga teng bo‘lgan, katta qora tuynukni o‘z ichiga oladi hamda koinotning taxminan 700 million yilga teng boʻlgan yoshiga mos keluvchi z=7,54 qizil diapazon qiymatida kuzatiladi. Spektroskopik kuzatuvlar kvazarning keng spektrli (keng tarmoqli hudud — BLR) nurlanish hududlarining markaziy qismi uchun amalga oshirildi.

Olimlar kuzatish natijalarini elliptik galaktika, “kvazar-xo‘jayin” kimyoviy boyish boʻyicha asosiy modeli bilan taqqosladi. Dastlab, unda metallardan butunlay xoli boʻlgan, III turkum yulduzlari gazdan shakllangan. Bu avlodning ulkan yulduzlari yulduzlararo muhitga birinchi ogʻir elementlarni chiqarib, oʻta yangi yulduzga aylangan. Bu elementlar asta-sekin butun galaktika boʻylab tarqalib, uning markaziy qismida, jumladan, gaz qizdirilgan va ionlashgan, shuningdek, moddalar aralashgan BLR mintaqasida toʻplangan. Bu esa II turkum yulduzlari moddasining metallar bilan boyib borishiga sabab boʻlgan. α-jarayonda hosil boʻlgan magniy kabi α-elementlar galaktika rivojlanishining dastlabki bosqichidan boshlab, II turkumdagi oʻta yangi yulduzlar yordamida yulduzlararo muhitga kirib borgan. Kimyoviy rivojlanishning dastlabki bosqichida temir asosan Ia turidagi oʻta yangi yulduzlardan kelgan, keyinroq (taxminan bir milliard yil) materiyani Quyosh osti metalli bilan taʼminlaydigan, oʻrtacha ogʻirlikdagi II turkum yulduzlari galaktikani kimyoviy boyitishda faol ishtirok etgan.

 ULAS J1342+0928 holatida ushbu kvazarning BLR mintaqasi uchun [Mg/Fe] = -1,11 va [Fe/H] = 1,36 qiymati maʼlum boʻldi. Shunday qilib, gaz bu elementlarning Quyoshdagi nisbati bilan solishtirganda, magniyga qaraganda 10 barobar koʻproq temirni oʻz ichiga oladi. Galaktika kimyoviy rivojlanishining asosiy modeli bunday natijalarni izohlab bera olmaydi va Ia turidagi oʻta yangi yulduzlar oʻrniga koinotga temir yetkazib beruvchilik uchun muqobil nomzod modeli kerak boʻlib, u II turdagi oʻta yangi yulduzlarga qaraganda koʻproq temirni taʼminlay olishi kerak. Bunday nomzod 150–300 Quyosh ogʻirligiga teng boʻlgan, ulkan III turkum yulduzlariga tegishli bugʻsimon, beqaror, oʻta yangi yulduz boʻla oladi. ULAS J1342+0928ʼga keladigan boʻlsak, bular minimal ogʻirligi taxminan 280 ta Quyosh massasiga teng boʻlgan yulduzlar boʻlishi kerak, BLR mintaqasining ogʻirligi esa mingga yaqin Quyosh ogʻirligiga teng boʻladi. Kvazarni temir bilan taʼminlashi mumkin boʻlgan yana bir nomzod ogʻirligi mingga yaqin Quyosh ogʻirligiga teng boʻlgan III turkum yulduzlaridagi II tur oʻta yangi yulduzlari boʻlishi mumkin. Biroq bunday yulduzlar modellarga koʻra juda kam uchraydi va ularning BLR mintaqasidagi ogʻirligi modellar yordamida taxmin qilinganidan koʻra kamroq boʻlib chiqadi.

Ushbu xulosalarni tasdiqlash yoki tuzatish uchun ULAS J1342+0928ʼning yangi kuzatuvlari, shuningdek, [Si/Mg] va [Al/Mg] qiymatlarini baholash uchun 7’dan katta z diapazondagi kvazarlarni kuzatish kerak. Agar kelajakda uzoq kvazarlardagi III turkumning bugʻsimon, beqaror, oʻta yangi yulduzlari mavjudligi faktini tasdiqlash mumkin boʻlsa, u holda Somon yoʻlida yangi fazoviy fotometrik tadqiqotlari yordamida [Mg/Fe] qiymati juda past boʻlgan yulduzlarni qidirib topish ham amalga oshirilishi mumkin.

Muallif: Aleksandr Voytyuk. Ushbu maqola nplus1.ru saytidagi “Астрономы нашли следы вещества первых сверхновых в далеком квазаре” nomli maqolaning tarjimasi.
Muqova surat: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva, Spaceengine