Dziwna gwiezdna pozostałość, która może pochodzić z jednej z pierwszych gwiazd we Wszechświecie

Astronomowie odkryli niezwykłą gwiazdę, która ich zdaniem jest gwiezdną skamieliną lub pozostałością jednej z pierwszych gwiazd we Wszechświecie.

Gwiazda, nazwana AS0039, znajduje się w galaktyce karłowatej Rzeźbiarza około 290 000 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Ta gwiezdna pozostałość ma najniższe stężenie metalu, zwłaszcza żelaza, spośród wszystkich gwiazd mierzonych poza Drogą Mleczną. Naukowcy uważają, że odkrycie jest dowodem na to, że pozostałość jest bezpośrednim potomkiem jednej z najwcześniejszych gwiazd Wszechświata, która zawierała bardzo mało metalu.

Jesteśmy w obecności gwiazdy wtórnej o wyjątkowych właściwościach chemicznych: AS0039 o niskiej zawartości żelaza nie jest nawet bogaty w węgiel i ma wyjątkowo niską zawartość magnezu w porównaniu z innymi cięższymi pierwiastkami, takimi jak wapń”, wyjaśniają odkrywcy.

Zespół odkrył, że pierwotna gwiazda macierzysta AS0039 miałaby około 20 mas Słońca i prawdopodobnie zakończyła swój gwiezdny żywot jako hipernowa, w gwiezdnej eksplozji od 10 do 100 razy silniejszej niż zwykła supernowa.

Chociaż astronomowie dość dobrze rozumieją, jak Wszechświat ewoluował od Wielkiego Wybuchu do obecnego stanu iskrzenia, odległe zakątki czasoprzestrzeni są trudne do zajrzenia. Przez kilka milionów lat po Wielkim Wybuchu przestrzeń była wypełniona gorącym, mętnym, nieprzejrzystym gazem. Dopiero, gdy narodziły się pierwsze gwiazdy, a ich światło ultrafioletowe zjonizowało ten gaz, przestrzeń zaczęła się oczyszczać, a światło mogło swobodnie płynąć.

Obecne procesy formowania się gwiazd dają nam pewne wyobrażenie o tym, jak narodziły się te pierwsze gwiazdy, ale znalezienie ich i ich bezpośrednich śladów będzie najlepszym sposobem, aby dowiedzieć się, jak naprawdę rozwijał się ten dziwny okres w historii Wszechświata. W szczególności gwiazdy, które są bardzo ubogie w ciężkie pierwiastki. Zanim powstały gwiazdy, we Wszechświecie nie było ciężkich pierwiastków; była to zupa składająca się głównie z wodoru i helu. Kiedy pojawiły się gwiazdy, zaczęły łączyć jądra pierwiastków w swoich jądrach, tworząc cięższe pierwiastki, aż do żelaza. Gwałtownie energetyczne wydarzenia, takie jak supernowe, wykuwały jeszcze cięższe pierwiastki.

Te pierwiastki, rozproszone po całym Wszechświecie, zostały następnie wzięte do kolejnych generacji gwiazd zrodzonych z kosmicznego gazu i pyłu. Tak więc, jeśli znajdziemy gwiazdy, które mają stosunkowo niską zawartość metali, oznacza to, że gwiazda musi być dość stara, z czasów, zanim metale były obfite.

AS0039 rzeczywiście zawiera bardzo mało metali. To samo w sobie byłoby interesujące. Galaktyka Rzeźbiarza jest ogólnie dość uboga w metale, z zaledwie 4 procentami proporcjonalnej obfitości węgla w Drodze Mlecznej, co sugeruje, że jest dość prymitywna; AS0039 jest uboga w metal, nawet ze względu na swoją lokalizację.

Ale Skúladóttir i jej zespół odkryli, że w gwieździe brakuje węgla i magnezu bardziej niż zwykle w przypadku gwiazdy ubogiej w metale. Ponieważ te pierwiastki powstają w wyniku fuzji jądra gwiazdy, sugeruje to niezwykłe pochodzenie obłoku gazu molekularnego, z którego powstał AS0039. Zespół stwierdził, że takie stosunki obfitości węgla-żelaza, magnezu-wapnia i magnezu-tytanu są zgodne z ekstremalnie energetyczną eksplozją – hipernową.

Dzieje się tak częściowo dlatego, że wapń i tytan są wybuchowymi pierwiastkami alfa, które powstają podczas wybuchu supernowej. Podczas jeszcze bardziej energetycznej eksplozji otrzymujemy wyższy poziom wapnia i tytanu. To, jak powiedział zespół, może wyjaśniać obfitość pierwiastków w AS0039. Aby dowiedzieć się, jak to się stało, przeprowadzono symulacje. Najlepszym dopasowaniem była eksplozja hipernowej gwiazdy Pop III o masie około 21 mas Słońca, z energią 10 x 1051 erg.

Oznaczałoby to, że AS0039 stanowi jedne z pierwszych dowodów obserwacyjnych na hipernowe o zerowej metaliczności i spektakularną okazję do próby zrozumienia pierwszych gwiazd we Wszechświecie.

Badania pokazują, że analiza gwiezdnych skamieniałości pozwala nam nie tylko pośrednio określić masę pierwszych gwiazd, ale dostarcza również kluczowych informacji na temat energii pierwszych wybuchów supernowych. … A zatem na pierwszych stopniach Wszechświata. mówi astronom Stefania Salvadori z Uniwersytetu we Florencji.