Astronomové objevují, co by mohlo být jednou z nejstarších hvězd ve známém vesmíru

Rudá obří hvězda vzdálená 16 000 světelných let se jeví jako poctivý člen druhé generace hvězd ve vesmíru.

Podle analýzy chemické hojnosti se zdá, že obsahuje prvky, které byly vyrobeny v životě a smrti pouze jedné hvězdy první generace. S jeho pomocí tedy můžeme najít i první generaci hvězd, které se kdy narodily – žádná z nich dosud nebyla objevena.

Vědci navíc provedli svou analýzu pomocí fotometrie, což je technika, která měří intenzitu světla a nabízí tak nový způsob, jak najít takové starodávné objekty.

„Ohlásili jsme objev SPLUS J210428.01–004934.2 (dále jen SPLUS J2104–0049), velmi chudé hvězdy vybrané z úzkopásmového S-PLUS a potvrzené spektroskopií se středním a vysokým rozlišením,“ Vědci napsali ve své práci.

„Tyto důkazy o koncepčních pozorováních jsou součástí pokračujícího úsilí o potvrzení spektrofotometricky nízkokovových filtrů identifikovaných z úzkopásmové fotometrie.“

I když máme pocit, že docela dobře rozumíme tomu, jak vesmír vyrostl velká exploze K slávě plné hvězd, kterou dnes známe a milujeme, zůstávají první hvězdy, jejichž světla se třpytí v prvotní temnotě, známé jako hvězdy populace III, záhadou.

Současné procesy formování hvězd nám dávají určité informace o tom, jak tyto rané hvězdy držely pohromadě, ale dokud je nenajdeme, budujeme naše porozumění na neúplných informacích.

Jednou z cest strouhanky je Populace 2 hvězdy – několik příštích generací po populaci III. Z nich je generace, která bezprostředně následuje po třetí populaci, možná nejvíce vzrušující, protože jsou nejblíže složení třetí populaci.

Můžeme je identifikovat podle extrémně malého množství prvků, jako jsou uhlík, železo, kyslík, hořčík a lithium, které jsou detekovány analýzou spektra světla vyzařovaného hvězdou, které obsahuje chemické otisky prstů prvků v něm.

Je to proto, že než se hvězdy objevily, nebyly tam žádné těžké prvky – vesmír byl jakousi zakalenou polévkou převážně vodíku a hélia. Když se utvořily první hvězdy, měli z nich také udělat – procesem termonukleární fúze v jejich jádrech vznikly těžší prvky.

Nejprve je vodík zabudován do hélia, poté hélium na uhlík a tak dále až k železu, v závislosti na hmotnosti hvězdy (ti nejmenší nemají dostatek energie na to, aby spojili hélium na uhlík, a končí svůj život, když dosáhnou tohoto bodu ). Ani největší hvězdy nemají dostatek energie k roztavení železa. Když je jeho jádro zcela ze železa, přemění se na supernovu.

Tyto masivní kosmické výbuchy vrhají všechna tato magma do blízkého vesmíru. Navíc jsou výbuchy velmi energické, generují řadu jaderných reakcí, které tvoří těžší prvky, jako je zlato, stříbro, thorium a uran. Malé hvězdy se potom tvoří z mraků, které obsahují tyto materiály a mají vyšší obsah minerálů než hvězdy, které přišly dříve.

Dnešní hvězdy – první obyvatelé – mají nejvyšší obsah minerálů. (To znamená, že nakonec nebudou moci vzniknout žádné nové hvězdy.) Dodávka vodíku ve vesmíru je omezená Šťastné časy.) A hvězdy, které se narodily, když byl vesmír velmi mladý, mají velmi nízký obsah minerálů, přičemž první hvězdy se nazývají superchudé hvězdy nebo hvězdy UMP.

Jedná se o hvězdy UMP věrné Zemi II, bohaté na materiál získaný pouze z jedné populace supernovy.

Pomocí skenování s názvem S-PLUS tým astronomů vedený NOIRLab z National Science Foundation identifikoval SPLUS J210428-004934, a přestože nemá nejnižší kovový stupeň, jaký jsme dosud objevili (tato čest patří SMS J0313-6708), Má minerál UMP střední hvězdy.

Obsahuje také nejméně bohaté uhlíkové astronomy, jaké kdy viděli ve hvězdě extrémně chudé na minerály. Vědci uvedli, že by nám to mohlo dát nové důležité omezení hvězdného vývoje a progenitorových modelů pro velmi nízké kovy.

Aby zjistili, jak by mohla hvězda vzniknout, provedli teoretické modelování. Zjistili, že chemická hojnost pozorovaná v SPLUS J210428-004934, včetně nízkouhlíkových a přirozenějšího množství hvězd UMP pro jiné prvky, může být lépe reprodukována vysokoenergetickou supernovou jedné hvězdy III hvězdy 29,5krát větší než hmotnost Slunce.

Modelování těsnějších spojů však stále nemohlo vyprodukovat dostatek křemíku, který by přesně duplikoval SPLUS J210428-004934. A doporučují hledat více starodávných hvězd s podobnými chemickými vlastnostmi, aby se pokusili vyřešit tento podivný rozpor.

„Další hvězdy UMP identifikované z fotometrie S-PLUS výrazně zlepší naše chápání hvězd Pop III a umožní možnost najít nízkou hmotu bez kovů, která v naší galaxii dnes ještě žije,“ Vědci napsali.

Jejich práce byla publikována v The Astrophysical Journal Letters.