Nykyaikaisten kosmologisten mallien mukaan maailmankaikkeus alkoi kataklysmistapahtumassa, joka tunnetaan nimellä Big Bang. Tämä tapahtui suunnilleen 13,8 miljardia vuotta sitten, ja sitä seurasi laajentuminen ja jäähtyminen. Tuona aikana muodostuivat ensimmäiset protonien ja elektronien muodostuneina vetyatomeina ja fysiikan perusvoimat syntyivät. Sitten, noin 100 miljoonaa vuotta suuren räjähdyksen jälkeen, ensimmäiset tähdet ja galaksit alkoivat muodostua.
Ensimmäisten tähtien muodostuminen mahdollisti myös raskaampien elementtien luomisen, ja siksi planeettojen ja kaiken elämän muodostumisen sellaisena kuin me sen tunnemme. Kuitenkin tähän saakka, miten ja milloin tämä prosessi tapahtui, on ollut suurelta osin teoreettista, koska tähtitieteilijät eivät tienneet, mistä galaksin meidän vanhimmat tähdet olivat löydettävissä. Mutta kiitos espanjalaisten tähtitieteilijöiden ryhmän uuden tutkimuksen, olemme juuri löytäneet Linnunradan vanhimman tähden!
Tutkimus, jonka otsikko on “J0815 + 4729: Kemiallisesti alkeellinen kääpiötähti galaktisessa halo-tilassa, jota havaittiin Gran Telescopio Canariasilla”, ilmestyi äskettäin The Astrophysical Journal Letters. Ryhmään kuului La S. Laguunan yliopiston ja Espanjan kansallisen tutkimusneuvoston (CSIC) jäseniä David S. Aguadon johtama Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC).
Tämä tähti sijaitsee suunnilleen 7500 valovuoden päässä Auringosta, ja se löydettiin Linnunradan halosta näkymälinjaa pitkin Lynx-tähdistöyn. Tunnettu nimellä J0815 + 4729, tämä tähti on edelleen pääjärjestyksessään ja sillä on pieni massa (noin 0,7 aurinkomassia), vaikka tutkimusryhmän arvion mukaan sen pinnan lämpötila on noin 400 astetta kuumempi - 6 215 K (5942 °). C; 10,727 ° F) verrattuna 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä etsi tähtiä, jolla oli merkkejä metallin köyhyydestä, mikä osoittaisi, että se on ollut pääjärjestyksessään jo kauan. Ryhmä valitsi ensin J0815 + 4729 Sloan Digital Sky Survey-III Baryon-oskillaatiospektroskooppitutkimuksesta (SDSS-III / BOSS) ja suoritti sitten spektroskopiset seurantatutkimukset sen koostumuksen (ja siten sen iän) määrittämiseksi.
Tämä tehtiin käyttämällä keskinkertaista hajotusspektrografia ja kuvantamisjärjestelmää (ISIS) William Herschel -teleskoopilla (WHT) ja optista kuvantamisjärjestelmää ja matala-erottelutarkkuudella integroitua spektroskopiaa (OSIRIS) Gran Telescopio de Canarias (GTC), molemmat jotka sijaitsevat Observatorio del Roque de los Muchachosissa La Palman saarella.
Yhdenmukaisesti sen kanssa, mitä moderni teoria ennustaa, tähti löydettiin galaktisesta halo - galaksin laajennetusta komponentista, joka ulottuu galaktisen levyn ulkopuolelle (näkyvä osa). Juuri tällä alueella vanhimpien ja metallivaikeimpien tähtien uskotaan löytyvän galakseista, minkä vuoksi joukkue luottaa siihen, että täältä löytyy varhaisen maailmankaikkeuden juontaja.
Kuten Jonay González Hernández - professori La Lagunan yliopistosta, IAC: n jäsen ja paperille kirjoitettu avustaja - selitti IAC: n lehdistötiedotteessa:
”Teoria ennustaa, että nämä tähdet voisivat käyttää materiaalia ensimmäisistä supernovista, joiden esi-isät olivat ensimmäiset massiiviset tähdet galaksissa, noin 300 miljoonaa vuotta suuren räjähdyksen jälkeen. Huolimatta iästään ja etäisyydestään meistä, voimme silti tarkkailla sitä. ”
Sekä ISIS- että OSIRIS-instrumenteilla saadut spektrit vahvistivat, että tähti oli heikko metalleissa, mikä osoittaa, että J0815 + 4729: ssä on vain miljoonaosaa Auringon sisältämästä kalsiumista ja raudasta. Lisäksi joukkue huomasi myös, että tähdellä on korkeampi hiilipitoisuus kuin aurinkollamme, mikä vastaa melkein 15 prosenttia sen aurinkovoimasta (ts. Sen elementtien suhteellisesta runsaudesta).
Lyhyesti sanottuna, J0815 + 4729 voi olla kaikkein rauta- ja hiilirikas tähti, jonka tähtitieteilijät tuntevat. Lisäksi sen löytäminen oli melko vaikeaa, koska tähden valoisuus on heikko ja se haudattiin valtavaan määrään SDSS / BOSS-arkistotietoja. Kuten Carlos Allende Prieto, toinen sisäisen tutkimuskeskuksen tutkija ja avustajan kirjoittaja, ilmoitti:
”Tämä tähti sijoitettiin BOSS-projektin tietokantaan miljoonan tähtispektrin joukossa, jota olemme analysoineet, ja se vaatii huomattavia havainnointi- ja laskentatoimia. Se vaatii korkean resoluution spektroskopiaa suurilla teleskoopeilla tähden kemiallisten elementtien havaitsemiseksi, mikä voi auttaa meitä ymmärtämään ensimmäiset supernoovat ja niiden esivanhemmat. "
Lähitulevaisuudessa ryhmä ennustaa, että seuraavan sukupolven spektrografit voisivat mahdollistaa lisätutkimuksen, joka paljastaisi enemmän tähden kemiallisista määristä. Tällaisia instrumentteja ovat HORS: n korkearesoluutioinen spektrografia, joka on parhaillaan koevaiheessa Gran Telescopio Canarias (GTC).
"Litiumin havaitseminen antaa meille tärkeätä tietoa Big Bang -nukleosynteesistä", sanoi IAC: n johtaja ja lehden avustaja Rafael Rebolo. "Työskentelemme korkearesoluutioisen ja laajan spektrialueen spektrografiassa mitata tähtien yksityiskohtainen kemiallinen koostumus, joilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia, kuten J0815 + 4719."
Nämä tulevat tutkimukset ovat varmasti siunaus tähtitieteilijöille ja kosmologeille. Sen lisäksi, että niillä on mahdollisuus tutkia tähtiä, jotka muodostuivat maailmankaikkeuden ollessa vielä lapsenkengissä, ne voivat tarjota uutta tietoa maailmankaikkeuden alkuvaiheista, ensimmäisten tähtien muodostumisesta ja ensimmäisten supernovien ominaisuuksista. Toisin sanoen he asettaisivat meidät askeleen lähemmäksi tietoa siitä, kuinka maailmankaikkeus sellaisena kuin sen tiedämme, muodostui ja kehittyi.
