Po najbolj sprejeti kozmološki teoriji so prve zvezde v našem vesolju nastale približno 150 do 1 milijardo let po velikem poku. Sčasoma so se te zvezde začele združevati in tvoriti kroglaste kopice, ki so se počasi združile v prve galaksije – vključno z našo lastno Rimsko cesto. Astronomi so nekaj časa trdili, da se je ta proces za našo galaksijo začel pred približno 13,51 milijardami let.
V skladu s to teorijo so astronomi verjeli, da so bile najstarejše zvezde v vesolju kratkotrajne velike, ki so od takrat umrle. Vendar pa je skupina astronomov z univerze Johns Hopking nedavno odkrito zvezda z majhno maso v 'tankem disku' Rimske ceste, ki je stara približno 13,5 milijarde let. To odkritje kaže, da bi lahko bile nekatere najzgodnejše zvezde v vesolju žive in na voljo za študij.
Ta zvezda je bila odkrita kot spremljevalec 2MASS J18082002–5104378, subgiganta, ki je približno 1950 svetlobnih let od Zemlje (v ozvezdje Ara ) in ima nizko vsebnost kovin (kovinskost). Ko je bilo prvič opaženo v letu 2016 , je skupina za odkrivanje opazila nenavadno vedenje, ki so ga pripisali obstoju nevidnega spremljevalca – morda nevtronske zvezde ali črne luknje.
Umetnikov vtis dvojnega zvezdnega sistema, sestavljenega iz rdečega velikana in nevtronske zvezde. Zasluge: ESO/M. Česen/Univerza v Warwicku
Zavoljo njihove študije, ki je bila nedavno objavljena v The Astrophysical Journal , je ekipa Johna Hopkinsa opazovala ta zvezdni sistem med letoma 2016 in 2017 z uporabo Magellanovi teleskopi na observatoriju Las Campanas v Čilu. Po opazovanju spektrov iz sistema so lahko odkrili prisotnost izjemno šibke sekundarne zvezde, ki je bila od takrat označena kot 2MASS J18082002–5104378 B.
V kombinaciji z meritvami radialne hitrosti njene primarne, ki je prinesla ocene mase, je ekipa ugotovila, da je zvezda nizka masa in izjemno nizka kovinska zvezda. Na podlagi nizke vsebnosti kovin so ugotovili tudi, da je stara 13,5 milijarde let, zaradi česar je najstarejša zvezda, ki je bila doslej odkrita z izjemno količino kovine. To pomeni, da je v kozmičnem smislu zvezda ena sama generacija, odstranjena iz Velikega poka.
Kot Kevin Schlaufman – docent za fiziko in astronomijo ter glavni avtor študije – navedeno v sporočilu za javnost JHU Huba je bila to izjemno nepričakovana najdba. 'Ta zvezda je morda ena od 10 milijonov,' je dejal. 'To nam pove nekaj zelo pomembnega o prvih generacijah zvezd.'
Medtem ko so astronomi v preteklosti našli 30 starodavnih zvezd, ki so zelo revne s kovinami, je imela vsaka približno maso Sonca. Zvezdnik Schlaufman in njegova ekipa sta ugotovila, da je imela le 14 % mase Sonca (kar ga naredi za rdečega pritlikavka tipa M). Poleg tega je bilo ugotovljeno, da imajo vse predhodno odkrite zvezde z ultra nizko kovinskostjo v naši galaksiji orbite, ki so jih na splošno vodile daleč od galaktične ravnine.
Umetnikov vtis o zvezdah Populacije 3, rojenih pred več kot 13 milijardami let – najstarejših, najstarejših in verjetno zdaj izumrlih vrstah zvezd. Zasluge: NASA.
Vendar pa ta na novo odkriti zvezdni sistem kroži okoli naše galaksije po krožni orbiti (kot je naše Sonce), kar ohranja relativno blizu ravnine. To odkritje izpodbija številne astronomske konvencije in odpira tudi nekaj zelo zanimivih možnosti za astronome.
Na primer, astronomi že dolgo trdijo, da bi bile najzgodnejše zvezde, ki so nastale po velikem poku (znane kot zvezde Populacije III), v celoti sestavljene iz najosnovnejših elementov - to je vodika, helija in majhnih količin litija. Te zvezde so nato v svojih jedrih proizvedle težje elemente, ki so se sprostili v vesolje, ko so dosegli konec svoje življenjske dobe, in eksplodirali kot supernove.
Naslednja generacija zvezd, ki so nastale, je bila v prvi vrsti sestavljena iz istih osnovnih elementov, vendar je v svojo sestavo vključevala tudi oblake teh težjih elementov iz prejšnje generacije zvezd. Te zvezde so ustvarile več težkih elementov, ki so jih nato sproščali ob koncu svoje življenjske dobe, s čimer so postopoma povečevali kovinskost zvezd v vesolju z vsako naslednjo generacijo.
Skratka, astronomi so do nedavnega do poznih devetdesetih let prejšnjega stoletja verjeli, da so vse najzgodnejše zvezde (ki bi bile masivne in kratkotrajne) že davno izumrle. V zadnjih desetletjih so bile izvedene astronomske simulacije, ki so pokazale, da bi zvezde z majhno maso iz najzgodnejše generacije še vedno lahko obstajale. Za razliko od zvezd velikank lahko palčki z majhno maso (kot so rdeči pritlikavci) živijo do trilijone let.
Umetnikov vtis Proxime b, ki kroži okoli dolgožive zvezde rdeče pritlikave. Zasluge: ESO/M. Kornmesser
Odkritje te nove zvezde, ki je zelo malo kovine, ne samo potrjuje to možnost, ampak kaže, da bi lahko v naši galaksiji obstajalo veliko več zvezd z zelo nizko maso in zelo nizko kovinsko kovino – kar bi dejansko lahko bile nekatere od prvih zvezd vesolja. . Kot Schlaufman navedeno :
»Če je naš sklep pravilen, potem lahko obstajajo zvezde z nizko maso, katerih sestava je izključno rezultat Velikega poka. Čeprav takšnega predmeta v naši galaksiji še nismo našli, lahko obstaja.'
Če je res, bi to lahko astronomom omogočilo, da preučijo, kakšne so bile razmere kmalu po velikem poku in pred koncem »temne dobe«. To obdobje, ki je trajalo približno 1 milijardo let po velikem poku, je tudi, ko so se začele oblikovati najzgodnejše zvezde in galaksije, vendar je še vedno nedostopno našim najmočnejšim teleskopom. Toda z zvezdami, ki so preživele iz tega zelo zgodnjega obdobja kozmične evolucije, lahko astronomi končno dobijo okno v to skrivnostno epoho.
Obvezno uživajte v tem videoposnetku, ki ponazarja orbito 2MASS J18082002–5104378 B okoli Rimske ceste, z dovoljenjem JHU:
Nadaljnje branje: JHU vozlišče , The Astrophysical Journal