13-miliardowa gwiazda zbudowana jest z materiałów Wielkiego Wybuchu

Astronomowie odkryli coś, co może być jedną z najstarszych gwiazd wszechświata, tak starożytną, że została wykonana prawie w całości z materiałów Wielkiego Wybuchu.

Odkrycie tej malutkiej, liczącej około 13,5 miliarda lat gwiazdy oznacza, że ​​prawdopodobnie więcej gwiazd o bardzo niskiej masie i bardzo niskiej zawartości metali jest prawdopodobnie tam - być może nawet niektóre z pierwszych gwiazd wszechświata.

Gwiazda jest niezwykła, ponieważ w przeciwieństwie do innych gwiazd o bardzo niskiej zawartości metalu, jest częścią „cienkiego dysku” Drogi Mlecznej - części galaktyki, w której znajduje się nasze własne Słońce.

A ponieważ ta gwiazda jest tak stara, naukowcy twierdzą, że możliwe jest, że nasze galaktyczne sąsiedztwo jest starsze o co najmniej 3 miliardy lat, niż wcześniej sądzono.

1 na 10 milionów

„Ta gwiazda jest może jedną na 10 milionów”, mówi główny autor Kevin Schlaufman, adiunkt fizyki i astronomii na Uniwersytecie Johns Hopkins. „Mówi nam coś bardzo ważnego o pierwszych generacjach gwiazd”.

Pierwsze gwiazdy wszechświata po Wielkim Wybuchu składałyby się w całości z pierwiastków takich jak wodór, hel i niewielkie ilości litu. Te gwiazdy następnie wytwarzały pierwiastki cięższe od helu w swoich rdzeniach i zasiały nimi wszechświat, gdy eksplodowały jako supernowe.

Następna generacja gwiazd utworzona z chmur materiału splecionych z tymi metalami, które włączają je do swojego składu. Zawartość metalu lub metaliczność gwiazd we wszechświecie rosła wraz z kontynuowaniem cyklu narodzin i śmierci gwiazd.

Nowe odkrycie ma tylko 14% wielkości Słońca i jest nowym rekordzistą dla gwiazdy z najmniejszym zestawem ciężkich pierwiastków. Ma on prawie takie same uzupełnienie pierwiastków ciężkich jak Merkury, najmniejsza planeta w naszym Układzie Słonecznym. (Źródło: Kevin Schlaufman / Johns Hopkins)

Niezwykle niska metaliczność nowo odkrytej gwiazdy wskazuje, że w kosmicznym drzewie genealogicznym może to być zaledwie jedno pokolenie usunięte z Wielkiego Wybuchu. Rzeczywiście, jest to nowy rekordzista dla gwiazdy z najmniejszym zestawem ciężkich pierwiastków - ma prawie taką samą zawartość pierwiastków ciężkich jak planeta Merkury. W przeciwieństwie do tego, nasze słońce znajduje się tysiące pokoleń wzdłuż tej linii i ma zawartość ciężkich pierwiastków równą 14 Jowiszom.

Astronomowie znaleźli około 30 starożytnych gwiazd „bardzo ubogich w metale” o przybliżonej masie Słońca. Gwiazda Schlaufman i jego zespół odkryli jednak tylko 14 procent masy Słońca.

Widząc gwiazdy

Gwiazda jest częścią układu dwóch gwiazd krążącego wokół wspólnego punktu. Zespół znalazł małą, prawie niewidocznie słabą gwiazdę „wtórną” po tym, jak inna grupa astronomów odkryła znacznie jaśniejszą gwiazdę „pierwotną”. Astronomowie ci zidentyfikowali także nietypowe zachowanie w układzie gwiezdnym, które sugeruje obecność gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury. Schlaufman i jego zespół stwierdzili, że to nieprawda, ale robiąc to, odkryli znacznie mniejszego towarzysza widocznej gwiazdy.

Istnienie mniejszej gwiazdy towarzysza okazało się wielkim odkryciem. Zespół Schlaufmana był w stanie wywnioskować swoją masę, badając niewielkie „kołysanie” gwiazdy głównej, gdy przyciągała ją grawitacja małej gwiazdy.

Jeszcze pod koniec lat 90. XX wieku badacze wierzyli, że tylko masywne gwiazdy mogły powstać w najwcześniejszych stadiach wszechświata - i że nie można ich nigdy zaobserwować, ponieważ spalają paliwo i umierają tak szybko.

Ale gdy symulacje astronomiczne stały się bardziej wyrafinowane, zaczęli sugerować, że w niektórych sytuacjach gwiazda z tego okresu o szczególnie niskiej masie może nadal istnieć, nawet ponad 13 miliardów lat od Wielkiego Wybuchu. W przeciwieństwie do wielkich gwiazd, te o niskiej masie mogą żyć wyjątkowo długo. Na przykład gwiazdy czerwonego karła o ułamku masy Słońca żyją tryliony lat.

Odkrycie tej nowej gwiazdy ubogiej w metale, o nazwie 2MASS J18082002–5104378 B, otwiera możliwość obserwacji nawet starszych gwiazd.

„Jeśli nasze wnioskowanie jest prawidłowe, wówczas mogą istnieć gwiazdy o niskiej masie, których skład jest wyłącznie wynikiem Wielkiego Wybuchu”, mówi Schlaufman, który jest również powiązany z uniwersyteckim Instytutem Intensywnej Inżynierii i Nauki. „Chociaż w naszej galaktyce nie znaleźliśmy jeszcze takiego obiektu, może istnieć”.

Odkrycia pojawiają się w czasopiśmie Astrophysical Journal.

Dodatkowi współautorzy pochodzą z Carnegie Observatories w Kalifornii i Monash University w Australii. Naukowcy wykorzystali obserwacje z Magellan Clay Telescope, Las Campanas Observatory i Gemini Observatory.

Źródło: Jill Rosen z Johns Hopkins University

Oryginalne badanie DOI: 10.3847 / 1538–4357 / aadd97

Znajdź więcej aktualności z badań na Futurity.org