Вселенная была темной и заполнена водородом и гелием в течение 100 миллионов лет после Большого взрыва. Затем появились первые звезды, и в результате реакций термоядерного синтеза внутри звезд были созданы металлы.Эти металлы распространились по галактикам в результате взрыва звезд или «сверхновых». Изучение сверхновых первого поколения, возраст которых превышает 13 миллиардов лет, дает представление о том, как могла бы выглядеть Вселенная, когда образовались первые звезды, галактики и сверхмассивные черные дыры.
Но на сегодняшний день трудно отличить сверхновую первого поколения от сверхновой.Новое исследование, проведенное Алексеем Толстовым из Института физики и математики Вселенной им. Кавли, выявило характерные различия между этими типами сверхновых после экспериментов с моделями сверхновых, основанных на наблюдениях за чрезвычайно бедными металлами звездами.
Как и все сверхновые, светимость сверхновых с низким содержанием металлов показывает характерный подъем до пика яркости, за которым следует спад. Явление начинается, когда звезда взрывается яркой вспышкой, вызванной ударной волной, выходящей с ее поверхности после коллапса ее ядра. Затем следует длительная фаза «плато» почти постоянной светимости, продолжающаяся несколько месяцев, за которой следует медленное экспоненциальное затухание.
Команда рассчитала кривые блеска голубых звезд с низким содержанием металлов и красных сверхгигантов с высоким содержанием металлов. Фазы ударной волны и плато короче, голубее и слабее в сверхновых с низким содержанием металлов. Команда пришла к выводу, что синий цвет можно использовать как индикатор сверхновой первого поколения.
В ближайшем будущем новые большие телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на 2018 год, смогут обнаруживать первые взрывы звезд и, возможно, смогут идентифицировать их с помощью этого метода.