I henhold til den mest aksepterte kosmologiske teorien dannet de første stjernene i vårt univers omtrent 150 til 1 milliard år etter Big Bang. Over tid begynte disse stjernene å komme sammen for å danne kuleklynger, som sakte sammenkleddes for å danne de første galaksene - inkludert vår helt egen Melkevei. I noen tid har astronomer holdt fast at denne prosessen begynte for vår galakse for 13,51 milliarder år siden.
I samsvar med denne teorien trodde astronomene at de eldste stjernene i universet var kortvarige massive som siden døde. Imidlertid oppdaget et team av astronomer fra Johns Hopking University nylig en lavmasse-stjerne i Melkeveiens “tynne disk” som er omtrent 13,5 milliarder år gammel. Denne oppdagelsen indikerer at noen av de tidligste stjernene i universet kan være i live og tilgjengelig for studier.
Denne stjernen ble oppdaget som en følgesvenn til 2MASS J18082002–5104378, en subgiant som er omtrent 1.950 lysår fra Jorden (i stjernebildet Ara) og har et lavt metallinnhold (metallisitet). Da det ble første gang observert i 2016, bemerket oppdagelsesteamet uvanlig oppførsel som de tilskrev eksistensen av en usynlig følgesvenn - muligens en nøytronstjerne eller et svart hull.
Av hensyn til studien deres, som nylig ble publisert i The Astrophysical Journal, John Hopkins-teamet observerte dette stjernesystemet mellom 2016 og 2017 ved hjelp av Magellan Telescopes på Las Campanas Observatory i Chile. Etter å ha observert spektra fra systemet kunne de se tilstedeværelsen av en ekstremt svak sekundærstjerne, som siden har blitt betegnet 2MASS J18082002–5104378 B.
Kombinert med radiale hastighetsmålinger av dets primære, som ga masseestimater, bestemte teamet at stjernen er en lavmasse, ekstrem lav metallisitetsstjerne. Basert på det lave metallinnholdet, bestemte de seg også for at den er 13,5 milliarder år gammel, noe som gjør den til den eldste ultrametallfattige stjernen som er oppdaget til dags dato. Dette betyr at stjernen er kosmisk sett en enkelt generasjon fjernet fra Big Bang.
Som Kevin Schlaufman - adjunkt i fysikk og astronomi og hovedforfatter av studien - antydet i en pressemelding fra JHU Hub, var dette et ekstremt uventet funn. "Denne stjernen er kanskje en av ti millioner," sa han. "Det forteller oss noe veldig viktig om de første generasjonene av stjerner."
Mens astronomer har funnet 30 gamle ultrametallfattige stjerner tidligere, hadde hver av dem omtrentlig solmasse. Stjernen Schlaufman og teamet hans fant imidlertid bare 14% av solens masse (noe som gjorde det til en rød dverg av M-type). I tillegg ble det funnet at alle de tidligere oppdagede ultra-lave metallisitetsstjernene i galaksen vår hadde baner som generelt tok dem langt til det galaktiske planet.
Imidlertid kretser dette nyoppdagede stjernesystemet vår galakse på en sirkulær bane (som vår sol), som holder sin relativt nærme flyet. Denne oppdagelsen utfordrer en rekke astronomiske konvensjoner, og åpner også for noen veldig interessante muligheter for astronomer.
For eksempel har astronomer lenge teoretisert at de tidligste stjernene som ble dannet etter Big Bang (kjent som Befolkning III-stjerner), ville ha vært sammensatt av de mest grunnleggende elementene - dvs. hydrogen, helium og små mengder litium. Disse stjernene produserte da tyngre elementer i kjernene sine som ble sluppet ut i universet da de nådde slutten av levetiden og eksploderte som supernovaer.
Den neste generasjonen stjerner som skulle dannes, var først og fremst sammensatt av de samme grunnleggende elementene, men inkluderte også skyer av disse tyngre elementene fra den forrige generasjonen stjerner i deres sminke. Disse stjernene skapte mer tunge elementer som de deretter ga ut på slutten av levetiden, og økte gradvis metallisiteten til stjerner i universet med hver påfølgende generasjon.
Kort sagt, astronomer trodde inntil så sent som på slutten av 1990-tallet at alle de tidligste stjernene (som ville vært massive og kortvarige) er lenge utdødd. De siste tiårene har det blitt gjennomført astronomiske simuleringer som har indikert at stjerner med lav masse fra den tidligste generasjonen fortsatt kunne eksistere. I motsetning til gigantiske stjerner, kan dverger med lav masse (for eksempel røde dverger) leve i opptil billioner av år.
Oppdagelsen av denne nye ultrametallfattige stjernen bekrefter ikke bare denne muligheten, men den indikerer at det kunne mange flere stjerner i galaksen vår som har veldig lave masser og veldig lav metallitet - som faktisk kan være noen av Universets aller første stjerner . Som Schlaufman antydet:
“Hvis vår slutning er korrekt, kan stjerner med lav masse som utelukkende har en sammensetning, resultatet av Big Bang. Selv om vi ennå ikke har funnet et slikt objekt i vår galakse, kan det eksistere. ”
Hvis sant, kan dette tillate astronomer å studere hvordan forholdene var like kort etter Big Bang og før slutten av "Dark Ages". Denne perioden, som varte til omtrent 1 milliard år etter Big Bang, er også da de tidligste stjernene og galaksene begynte å danne seg, men er fremdeles utilgjengelige for de kraftigste teleskopene våre. Men med stjerner som overlever fra denne veldig tidlige perioden med kosmisk evolusjon, kan astronomer endelig ha et vindu inn i denne mystiske epoken.
Husk å glede deg over denne videoen som illustrerer 2MASS J18082002–5104378 Bs bane rundt Melkeveien, med tillatelse fra JHU:
