13-milliarder år gammel stjerne er lavet af Big Bang-ting

Astronomer har fundet, hvad der kan være en af ​​universets ældste stjerner, så gamle er det næsten udelukkende lavet af materialer fra Big Bang.

Opdagelsen af ​​denne lille, ca. 13,5 milliarder år gamle stjerne betyder, at flere stjerner med meget lav masse og meget lavt metalindhold er sandsynligvis derude - måske endda nogle af universets allerførste stjerner.

Stjernen er usædvanlig, fordi den i modsætning til andre stjerner med meget lavt metalindhold er en del af Mælkevejens "tynde disk" - den del af galaksen, hvor vores egen sol bor i.

Og fordi denne stjerne er så gammel, siger forskere, at det er muligt, at vores galaktiske kvarter er mindst 3 milliarder år ældre end tidligere antaget.

1 ud af 10 millioner

”Denne stjerne er måske en ud af 10 millioner,” siger hovedforfatter Kevin Schlaufman, adjunkt i fysik og astronomi ved Johns Hopkins University. ”Det fortæller os noget meget vigtigt om de første generationer af stjerner.”

Universets første stjerner efter Big Bang ville have bestået udelukkende af elementer som brint, helium og små mængder lithium. Disse stjerner producerede derefter elementer, der var tungere end helium i deres kerner og frøede universet med dem, da de eksploderede som supernovaer.

Den næste generation af stjerner, der er dannet af skyer af materiale, der var snoede med disse metaller, inkorporerer dem i deres makeup. Metalindholdet eller metalliciteten af ​​stjerner i universet steg efterhånden som cyklusen med stjernefødsel og død fortsatte.

Den nye opdagelse er kun 14% af solens størrelse og er den nye rekordholder for stjernen med det mindste komplement af tunge elementer. Det har omtrent det samme tunge elementkomplement som Merkur, den mindste planet i vores solsystem. (Kredit: Kevin Schlaufman / Johns Hopkins)

Den nyopdagede stjernes ekstremt lave metallicitet indikerer, at den i et kosmisk slægtstræ kunne være så lidt som en generation fjernet fra Big Bang. Faktisk er det den nye rekordholder for stjernen med det mindste komplement af tunge elementer - den har omtrent det samme tunge elementindhold som planeten Merkur. I modsætning hertil er vores sol tusinder af generationer nede på den linje og har et tungt elementindhold svarende til 14 Jupiters.

Astronomer har fundet omkring 30 gamle ”ultra-metalfattige” stjerner med den omtrentlige solmasse. Stjernen Schlaufman og hans hold fandt imidlertid kun 14 procent af solmassen.

Ser stjerner

Stjernen er en del af et to-stjernet system, der kredser rundt om et fælles punkt. Holdet fandt den lille, næsten usynligt svage "sekundære" stjerne, efter at en anden gruppe astronomer opdagede den meget lysere "primære" stjerne. Disse astronomer identificerede også usædvanlig opførsel i stjernesystemet, der antydede tilstedeværelsen af ​​en neutronstjerne eller sort hul. Schlaufman og hans team fandt, at det var forkert, men ved at gøre det opdagede de den synlige stjernes meget mindre ledsager.

Eksistensen af ​​den mindre ledsagerstjerne viste sig at være den store opdagelse. Schlaufmans team var i stand til at udlede sin masse ved at studere den primære stjernes svage “slingring”, da den lille stjernes tyngdekraft trækkede hen mod den.

Så sent som i slutningen af ​​1990'erne troede forskerne, at kun massive stjerner kunne have dannet sig i de tidligste stadier af universet - og at de aldrig kunne observeres, fordi de brænder gennem deres brændstof og dør så hurtigt.

Men efterhånden som astronomiske simuleringer blev mere sofistikerede, begyndte de at antyde, at der i visse situationer stadig kunne eksistere en stjerne fra denne tidsperiode med særlig lav masse, endda mere end 13 milliarder år siden Big Bang. I modsætning til enorme stjerner kan lavmasse leve i ekstremt lange tider. Røde dværgstjerner, for eksempel med en brøkdel af solens masse, menes at leve af billioner af år.

Opdagelsen af ​​denne nye ultra-metalfattige stjerne, kaldet 2MASS J18082002–5104378 B, åbner muligheden for at observere endnu ældre stjerner.

”Hvis vores slutning er korrekt, kan stjerner med lav masse, der udelukkende har en sammensætning, resultatet af Big Bang, eksistere,” siger Schlaufman, der også er tilknyttet universitetets Institut for Data Intensive Engineering and Science. ”Selvom vi endnu ikke har fundet et lignende objekt i vores galakse, kan det eksistere.”

Resultaterne vises i Astrophysical Journal.

Yderligere coauthors er fra Carnegie Observatories i Californien og fra Monash University i Australien. Forskerne brugte observationer fra Magellan Clay Telescope, Las Campanas Observatory og Gemini Observatory.

Kilde: Jill Rosen for Johns Hopkins University

Originalundersøgelse DOI: 10.3847 / 1538–4357 / aadd97

Find flere forskningsnyheder på Futurity.org