[/ Caption]
Ved å bruke ESOs gigantiske teleskoper lokalisert i Chile har forskere ved Niels Bohr-instituttet undersøkt ”antikke” stjerner. Hvordan de ble tungmetallstjerner har alltid vært et puslespill, men nå sporer astronomer opprinnelsen tilbake til galaksen sin begynnelse.
Det er teoretisert at rett etter Big Bang-hendelsen ble universet fylt med hydrogen, helium og ... mørk materie. Da trioen begynte å komprimere seg, ble de aller første stjernene født. I kjernen av disse neofyttsolene ble det deretter skapt tunge elementer som karbon, nitrogen og oksygen. Noen hundre millioner år senere? Hei! Alle elementene er nå regnskapsført. Det er en ryddig løsning, men det er bare ett problem. Det ser ut til at de aller første stjernene bare hadde rundt 1/1000-del av de tunge elementene som finnes i sollignende stjerner i samtiden.
Hvordan skjer det? Hver gang en massiv stjerne når slutten av sin levetid, vil den enten skape en planetarisk tåke - der lag med elementer gradvis skrelle vekk fra kjernen - eller den vil gå supernova - og sprenge de nyopprettede elementene ut i en voldsom eksplosjon. I dette scenariet sammenfløtes materialets skyer igjen ... kollapser igjen og danner flere nye stjerner. Det er bare dette mønsteret som føder stjerner som blir mer og mer "elementært" konsentrert. Det er en akseptert formodning - og det er det som gjør det å oppdage heavy metal-stjerner i det tidlige universet til en overraskelse. Og enda mer overraskende ...
Akkurat her i Melkeveien.
”I de ytre delene av Melkeveien er det gamle‘ stjernefossiler ’fra vår egen galakse barndom. Disse gamle stjernene ligger i en glorie over og under galaksens flate skive. I en liten prosentandel - omtrent en til to prosent av disse primitive stjernene, finner du unormale mengder av de tyngste elementene i forhold til jern og andre 'normale' tunge elementer, "forklarer Terese Hansen, som er en astrofysiker i forskningsgruppen Astrophysics and Planetary Vitenskap ved Niels Bohr-instituttet ved Københavns Universitet.
Men studiet av disse antikke stjernene skjedde bare ikke over natten. Ved å ansette ESOs store teleskoper med base i Chile, tok teamet flere år å komme til sine konklusjoner. Det var basert på funnene til 17 “unormale” stjerner som så ut til å ha elementære konsentrasjoner - og deretter ytterligere fire års studier ved bruk av det nordiske optiske teleskopet på La Palma. Terese Hansen brukte masteroppgaven sin til å analysere observasjonene.
”Etter å ha slavet bort på disse svært vanskelige observasjonene i noen år, innså jeg plutselig at tre av stjernene hadde klare orbitalbevegelser som vi kunne definere, mens resten ikke raste ut av sted, og dette var en viktig ledetråd for å forklare hva slags av mekanisme må ha skapt elementene i stjernene, ”forklarer Terese Hansen, som beregnet hastighetene sammen med forskere fra Niels Bohr Institute og Michigan State University, USA.
Hva står egentlig for disse typer konsentrasjoner? Hansen forklarer at det er to populære teorier. Den første plasserer opprinnelsen som et nært binærstjernersystem der man går supernova, og oversvømmer kameraten sin med lag med tyngre elementer. Den andre er en massiv stjerne går også supernova, men spyr ut elementene i spredte bekker, impregnerer gassskyer som deretter dannet seg til halo-stjernene.
”Mine observasjoner av stjernenes bevegelser viste at det store flertallet av de 17 rike stjernene med tunge elementer faktisk er single. Bare tre (20 prosent) tilhører binære stjernesystemer - dette er helt normalt, 20 prosent av alle stjerner tilhører binære stjernesystemer. Så teorien om den gullbelagte nabostjernen kan ikke være den generelle forklaringen. Årsaken til at noen av de gamle stjernene ble unormalt rike på tunge elementer, må derfor være at eksploderende supernovaer sendte jetfly ut i verdensrommet. I supernovaeksplosjonen dannes de tunge elementene som gull, platina og uran, og når jetflyene treffer de omliggende gassskyene, vil de bli beriket med elementene og danne stjerner som er utrolig rike på tunge elementer, sier Terese Hansen, som umiddelbart etter at de banebrytende resultatene hennes ble tilbudt en doktorgradsstipend av en av de ledende europeiske forskningsgruppene innen astrofysikk ved Universitetet i Heidelberg.
Måtte alle tungmetallstjerner gå gull!
Original historiekilde: Niels Bohr Institute News Release. For videre lesning: Den binære frekvensen av r-prosess-elementforsterkede metallfattige stjerner og dens implikasjoner: Kjemisk merking i den primitive haloen på melkeveien.