Bildekreditt: Harvard CfA
Nye beregninger av et par Harvard-astronomer spår at de første “sollignende” stjernene i universet var alene; blottet for planeter eller liv. Etter at de eksploderte som supernovaer og frøset universet med tyngre materialer, dannet andre stjerner seg i stjerners barnehager. Den neste generasjonen stjerner var sannsynligvis lik masse og sammensetning som vår egen sol, men det var ikke nok mineraler til å lage steinete planeter som jorden. Det tok en rekke supernovaer før det var nok tungt materiale som planetene kunne danne - sannsynligvis 500 millioner til 2 milliarder år etter Big Bang.
For de fleste kaller uttrykket "sollignende stjerne" bilder av en vennlig, varm gul stjerne akkompagnert av en retinue av planeter som muligens er i stand til å pleie livet. Men nye beregninger av Harvard-astronomene Volker Bromm og Abraham Loeb (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), som ble kunngjort i dag på det 203. møtet i American Astronomical Society i Atlanta, viser at de første sollignende stjernene var ensomme kuler som beveget seg gjennom en univers uten planeter eller liv.
"Vinduet for livet åpnet en gang mellom 500 millioner og 2 milliarder år etter Big Bang," sier Loeb. ”For milliarder av år siden var de første lavmassestjernene ensomme steder. Årsaken til den ungdommelige ensomheten er innebygd i universets historie. ”
I begynnelsen
Den aller første generasjonen stjerner var slett ikke som vår sol. De var hvite varme, massive stjerner som var veldig kortvarige. Brennende i bare noen få millioner år kollapset de og eksploderte som strålende supernovaer. De aller første stjernene begynte såingsprosessen i universet og spredte viktige elementer som karbon og oksygen, som fungerte som planetariske byggesteiner.
"Tidligere har jeg med Lars Hernquist og Naoki Yoshida (også på CfA) simulert de første supernovaeksplosjonene for å beregne deres utvikling og hvor mye tunge elementer (elementer som er tyngre enn hydrogen eller helium) de produserte," sier Bromm. "I dette arbeidet har Avi Loeb og jeg bestemt at en enkelt første generasjons supernova kan produsere nok tunge elementer til at de første sollignende stjernene kan dannes."
Bromm og Loeb viste at mange andregenerasjons stjerner hadde størrelser, masser og derav temperaturer som solen vår. Disse egenskapene skyldtes den avkjølende påvirkningen av karbon og oksygen da stjernene dannet seg. Selv elementale overflod så lavt som en ti-tusendel av de som finnes i solen, viste seg å være tilstrekkelig til at mindre, lave masser som vår sol ble født.
Likevel forbød de samme lave forekomstene at steinete planeter dannes rundt de første sollignende stjernene på grunn av mangel på råvarer. Først etter at flere generasjoner av stjerner levde, døde og beriket det interstellare mediet med tunge elementer, ble fødselen av planeter og livet i seg selv mulig.
“Livet er et nylig fenomen,” uttaler Loeb utvetydig. "Vi vet at det tok mange supernovaeksplosjoner å gjøre alle de tunge elementene vi finner her på jorden og i vår sol og kroppene våre."
Nyere observasjonsbevis bekrefter deres funn. Studier av kjente ekstrasolare planeter har funnet en sterk sammenheng mellom tilstedeværelsen av planeter og overflod av tunge elementer ("metaller") i stjernene deres. Det vil si at en stjerne med høyere metallisitet og tyngre elementer sannsynligvis har planeter. Motsatt, jo lavere en stjerners metallisitet, desto mindre sannsynlig er det å ha planeter.
"Vi begynner akkurat nå å undersøke metallisitetsterskelen for planetdannelse, så det er vanskelig å si når akkurat livsvinduet åpnet. Men helt klart, vi er heldige som metallisiteten til saken som fødte solsystemet vårt, var høyt nok til at Jorden ble dannet, sier Bromm. “Vi skylder vår eksistens på en veldig direkte måte til alle stjernene hvis liv og død gikk foran dannelsen av vår sol. Og denne prosessen begynte rett etter Big Bang med de aller første stjernene. Etter hvert som universet utviklet seg, så den seg gradvis med alle tunge elementer som er nødvendige for at planeter og liv skulle dannes. Dermed var universets utvikling en trinnvis prosess som resulterte i en stabil G-2-stjerne som var i stand til å opprettholde livet. En stjerne vi kaller solen. ”
Original kilde: Harvard CfA News Release
