Äskettäin löydetty punainen jättiläinen tähti on jäänne varhaisesta maailmankaikkeudesta - tähti, joka on ehkä ollut toisen tähden sukupolvessa muodostumaan Ison räjähdyksen jälkeen. Tähtillä on kääpiögalaktisessa kuvanveistäjässä noin 290 000 valovuoden päässä, ja tähdellä on huomattavasti samanlainen kemiallinen koostumus kuin Linnunradan vanhimmilla tähtiillä. Sen läsnäolo tukee teoriaa, jonka mukaan galaksiamme läpikäyi “kannibalifaasi”, kasvaa nykyiseen kokoonsa nielemällä kääpiögalakseja ja muita galaktisten rakennuspalikoita.
"Tämä tähti on todennäköisesti melkein yhtä vanha kuin itse maailmankaikkeus", sanoi tähtitieteilijä Anna Frebel Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta, löytöstä ilmoittavan Nature-lehden pääkirjailija.
Kääpiögalaktikot ovat pieniä galakseja, joissa on vain muutama miljardi tähteä, verrattuna Linnunradan satoihin miljardiin. Galaktien muodostumisen ”alhaalta ylöspäin suuntautuvassa mallissa” suuret galaksit saavuttivat kokoansa yli
miljardeja vuosia absorboimalla pienemmät naapurit.
"Jos katsoisit aikarajoitettua elokuvaa galaksistamme, näkisit kääpiö-galaksien parven, joka sumisee sen ympärillä kuin mehiläiset mehiläispesän ympärillä", Frebel selitti. "Ajan myötä nuo galaksit hajottivat yhteen ja sekoittivat tähtensä yhdeksi suureksi galaksiksi - Linnunradaksi."
Jos kääpiögalaksit ovat todellakin suurempien galaksien rakennuspalikoita, niin molemmissa galakseissa tulisi olla samantyyppisiä tähtiä, etenkin vanhojen, "metalli-köyhien" tähtien tapauksessa. Tähtitieteilijöille metallit ovat vetyä tai heliumia raskaampia kemiallisia alkuaineita. Koska metallit ovat tähtien evoluution tuotteita, varhaisessa maailmankaikkeudessa metallit olivat harvinaisia, joten vanhat tähdet ovat yleensä metalli-köyhiä.
Linnunradan halon vanhat tähdet voivat olla erittäin metalli-köyhiä, ja metallien määrät ovat 100 000 kertaa köyhemmät kuin auringossa, joka on tyypillinen nuorempi, metallirikas tähti. Viime vuosikymmenen aikana tehdyt tutkimukset ovat
ei kuitenkaan pystynyt näyttämään sellaisia äärimmäisen metallivajeita tähtiä kääpiögalaksegeissa.
"Linnunradalla näytti olevan tähtiä, jotka olivat paljon primitiivisempiä kuin mikään kääpiögalaksejen tähti," sanoo avustaja Josh Simon Carnegie-instituutin observatorioista. ”Jos kääpiö
galaksit olivat Linnunradan alkuperäisiä komponentteja, niin on vaikea ymmärtää, miksi heillä ei olisi samanlaisia tähtiä. "
Ryhmä epäili, että menetelmät metallin köyhien tähtien löytämiseksi kääpiögalakseleista olivat puolueellisia tavalla, joka aiheutti tutkimuksista puuttuvan kaikkein metalli köyhimmistä tähtiistä. Tiimin jäsen Evan Kirby, kalteus
tähtitieteilijä kehitti menetelmän, jolla voidaan arvioida suurten tähteiden metallien määrää kerrallaan, jolloin on mahdollista etsiä tehokkaimmin metallin köyhimpiä tähtiä kääpiögalakseleista.
”Tämä oli vaikeampaa kuin neulan löytäminen heinäsuovasta. Meidän piti löytää neula neulan pinosta ”, Kirby sanoi. "Lajittelimme satojen ehdokkaiden avulla löytääksemme tavoitteemme."
Kuvanveistäjän kääpiögalaksista löydetyistä tähtiistä oli yksi heikko, 18. voimakkuuden piste, nimeltään S1020549. Tähtien valon spektroskooppiset mittaukset Carnegie's Magellan-Clay-teleskoopilla Las Campanasissa, Chilessä, määrittivät, että sen metallipitoisuus on 6000 kertaa alhaisempi kuin Auringon; tämä on viisi kertaa pienempi kuin mikään muu kääpiögalaksista toistaiseksi löytynyt tähti.
Tutkijat mittasivat S1020549: n metallien kokonaismäärän muun muassa magnesiumista, kalsiumista, titaanista ja raudasta. Yleinen runsaskuvio muistuttaa vanhojen Linnunradan tähtiä, antaen ensimmäisen havainnollisen tuen ajatukselle, että nämä galaktiset tähdet muodostuivat alun perin kääpiögalaksegeissa.
Tutkijat odottavat, että jatkotutkimukset löytävät ylimääräisiä metallivaje tähtiä kääpiögalaksekseissa, vaikka tähtien etäisyys ja heikkous ovat haaste nykyisille optisille kaukoputkille. Seuraavan sukupolven erittäin suuret optiset kaukoputket, kuten ehdotettu 24,5 metrin jättiläinen Magellan-teleskooppi, joka on varustettu korkearesoluutioisilla spektrografeilla, avaa uuden ikkunan galaksien kasvun tutkimiseksi niiden tähtiä edustavien kemiaiden kautta.
Sillä välin S1020549 -tutkimuksen erittäin alhainen metallien määrä, sanoo Simon, merkitsee merkittävää askelta kohti ymmärtääksemme kuinka galaksiamme oli koottu. ”Alkuperäinen ajatus että Linnun halo
Tapa muodostui tuhoamalla paljon kääpiögalakseja, näyttää todellakin olevan oikea. "
Lähde: Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskus
