Yıldızlar öbeği
Walter Baade tarafından yapılan kimyasal sınıflandırma > Popülasyon III yıldızlar

Popülasyon III yıldızları, muhtemelen yakınındaki diğer bir erken dönem Popülasyon III süpernovadan kaynaklanan diğer metallerle karışık püskürmelerden kaynaklananlar dışında fiilen hiçbir metal bulunmayan sıcak, parlak, aşırı derecede büyük varsayımsal bir Popülasyondur. Bu terim ilk olarak 1965 yılında Neville J. Woolf tarafından tanımlanmıştır. Bu biçimdeki yıldızlar evrenin oldukça erken dönemlerinde var olmuş olması muhtemeldir (ör. yüksek kırmızıya kayma) ve bildiğimiz hayatın ve gezegenlerin sonraki oluşumları için gerekli olan hidrojenden daha ağır kimyasal elementlerin üretimini başlatmış olabilir.
Popülasyon III yıldızlarının varlığı fiziksel kozmolojiden çıkarsanmaktadır ancak bunların henüz doğrudan bir gözlemi yapılamamıştır. Varlıklarının dolaylı kanıtları evrenin uzak oldukça uzak kısımlarındaki kütleçekimsel merceklenme etkisinde bulunabilir.  Bunların varlığı kuasar emisyon spektrumunda gözlemlenen Büyük Patlama kaynaklı olamayacak ağır elementlerin varlığına dayandırılabilir. Bunların ayrıca soluk mavi galaksilerin bileşenleri olduğu düşünülmektedir. Bu yıldızlar muhtemelen büyük çoğunluğu yıldızlararası ortamın hidrojen gazı oluşturmasının bir ana hâl değişimi olan evrenin reiyonizasyon dönemini tetiklemiştir. UDFy-38135539 galaksisinin gözlemleri söz konusu reiyonizasyon sürecinin bir rol oynamış olabileceğini göstermiştir. Avrupa Güney Rasathanesi, z = 6,60 (kırmızıya kayma değeri) düzeyinde Büyük Patlama'dan yaklaşık 800 milyon yıl sonrasındaki reiyonizasyon döneminden kalma oldukça parlak Cosmos Redshift 7 galaksisinde bir grup erken dönem yıldız öbeği keşfetmiştir. Galaksinin geri kalanında sonraki döneme ait kırmızımsı Popülasyon II yıldızları bulunmaktadır. Bazı teoriler ise Popülasyon III yıldızlarının iki jenerasyonu bulunduğunu savunmaktadır.
Halihazırdaki teori ilk yıldızların oldukça devasa olup olmadığına göre ikiye ayrılmaktadır. Birinci olasılık bu yıldızların günümüzdeki yıldızlardan birkaç yüz güneş kütlesinden bin güneş kütlesine erişebilecek kadar daha büyük olduğudur. Bu kapsamdaki yıldızlar yalnızca 2-5 milyon yıl sürecek oldukça kısa ömürlü olmalıdır. Öte yandan, 2009 ve 2011'de ortaya atılan teoriler, ilk yıldız gruplarının birkaç daha küçük yıldız tarafından çevrelenmiş dev bir yıldızdan müteşekkil olmuş olabileceğini öne sürmektedir. Daha küçük yıldızlar doğdukları kümede kalsalardı çok daha fazla gaz biriktirecek ve günümüze kadar varlıklarını sürdüremeyeceklerdi. Ancak 2017'de yürütülen bir çalışmaya göre, 0,8 güneş kütlesine (M☉) veya daha azına sahip bir yıldızın doğduğu kümeden daha fazla gaz birikimi gerçekleştiremeden kümeden dışarı fırlatılması halinde, Samanyolu galaksisi bünyesinde bulunması ihtimali de dahil, günümüze kadar varlığını sürdürebilir.
HE 0107-5240 gibi Popülasyon III yıldızlarından kaynaklanan metaller nedeniyle oldukça kıt metallik gösteren Popülasyon II yıldızlarının verilerinin analizi bu metal yoksunu yıldızların 20~130 güneş kütlesinde olduğunu iddia etmektedir. Diğer taraftan, eliptik galaksilerle ilişkili olan küresel yıldız kümelerinin analizi, bu yıldızların metalik bileşenlerinin, tipik olarak oldukça büyük yıldızlarla ilişkili olan çift kararsızlığı süpernovalarından kaynaklandığını göstermektedir.  Bu durum aynı zamanda, modelin daha küçük Popülasyon III yıldızları üzerine inşa edilmesine rağmen neden hiç sıfır metalliğe sahip düşük kütleli yıldız gözlemlenemediğini de açıklamaktadır. Muhtemelen çift kararsızlığı süpernovası tarafında meydana getirilen kahverengi cüceler veya kırmızı cücelerden oluşan sıfır metalliğe sahip kümeler karanlık madde adayları olarak önerilmiş ancak kütleçekimsel mikromercekleme vasıtasıyla büyük kütleli sıkı halo cisimlerinin bu tiplerinin araştırmaları negatif sonuçlar üretmiştir.
NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu'nun amaçlarından biri de Popülasyon III yıldızlarının tespit edilmesidir. 8 Aralık 2022 tarihinde, Popülasyon III yıldızlarından biri olabilecek olası bir tespit gerçekleştirildiği raporlanmıştır.
Yansı bulutsusu IC 2118 ile birlikte Popülasyon I yıldızı Rigel (en parlak olan)
Samanyolu. Popülasyon II yıldızları galaktik çıkıntıda ve küresel kümelerdedir.
Sanatçının III. Popülasyona ait bir alan hakkındaki izlenimi, Büyük Patlama'dan 100 milyon yıl sonra oluşmuş yıldızları göstermektedir.
NASA'nın Spitzer Uzay Teleskobu tarafından görüntülenen popülasyon III yıldızlarının olası parıltısı
Sanatçının Büyük Patlama'dan 400 milyon yıl sonraki ilk yıldızlara ilişkin izlenimi