Πιστωτική εικόνα: Harvard CfA
Νέοι υπολογισμοί από ένα ζευγάρι αστρονόμων του Χάρβαρντ προβλέπουν ότι τα πρώτα αστέρια «σαν τον ήλιο» στο Σύμπαν ήταν μόνα. χωρίς πλανήτες ή ζωή. Αφού εξερράγησαν ως σουπερνόβα και έσπασαν το Σύμπαν με βαρύτερα υλικά, άλλα αστέρια σχηματίστηκαν σε αστρικά φυτώρια. Η επόμενη γενιά αστεριών ήταν πιθανώς παρόμοια σε μάζα και σύνθεση με τον δικό μας Ήλιο, αλλά δεν υπήρχαν αρκετά ορυκτά για να δημιουργήσουν βραχώδεις πλανήτες όπως η Γη. Χρειάστηκε μια διαδοχή σουπερνόβα προτού υπάρξει αρκετό βαρύ υλικό που θα μπορούσαν να σχηματίσουν πλανήτες - πιθανώς 500 εκατομμύρια έως 2 δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.
Για τους περισσότερους ανθρώπους, η φράση «αστέρι που μοιάζει με τον ήλιο» θυμίζει εικόνες ενός φιλικού, ζεστού κίτρινου αστεριού που συνοδεύεται από μια πλατφόρμα πλανητών που είναι ικανά να καλλιεργούν τη ζωή. Όμως, νέοι υπολογισμοί από τους αστρονόμους του Χάρβαρντ, Volker Bromm και Abraham Loeb (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), οι οποίοι ανακοινώθηκαν σήμερα στη 203η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στην Ατλάντα, δείχνουν ότι τα πρώτα αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο ήταν μοναχικοί σφαίρες που κινούνταν μέσω ενός σύμπαν χωρίς πλανήτες ή ζωή.
«Το παράθυρο για τη ζωή άνοιξε περίπου 500 εκατομμύρια έως 2 δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang», λέει ο Loeb. «Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, τα πρώτα αστέρια χαμηλής μάζας ήταν μοναχικά μέρη. Ο λόγος για αυτήν τη νεανική μοναξιά είναι ενσωματωμένος στην ιστορία του σύμπαντος μας. "
Στην αρχή
Η πρώτη γενιά αστεριών δεν ήταν καθόλου σαν τον Ήλιο μας. Ήταν λευκά καυτά, τεράστια αστέρια που ήταν πολύ βραχύβια. Κάψιμο για λίγα εκατομμύρια χρόνια, κατέρρευσαν και εξερράγη ως λαμπρές σουπερνόβες. Αυτά τα πρώτα αστέρια ξεκίνησαν τη διαδικασία σποράς στο σύμπαν, διαδίδοντας ζωτικά στοιχεία όπως άνθρακα και οξυγόνο, τα οποία χρησίμευαν ως πλανητικά δομικά στοιχεία.
«Προηγουμένως, με τους Lars Hernquist και Naoki Yoshida (επίσης στο CfA), έχω προσομοιώσει αυτές τις πρώτες εκρήξεις σουπερνόβα για να υπολογίσω την εξέλιξή τους και πόσα βαριά στοιχεία (στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο ή το ήλιο) παρήγαγαν», λέει ο Bromm. «Τώρα, σε αυτό το έργο, ο Avi Loeb και εγώ έχουμε αποφασίσει ότι μια ενιαία σουπερνόβα πρώτης γενιάς θα μπορούσε να παράγει αρκετά βαριά στοιχεία για να επιτρέψει στον σχηματισμό των πρώτων αστεριών σαν τον Ήλιο».
Ο Bromm και ο Loeb έδειξαν ότι πολλά αστέρια δεύτερης γενιάς είχαν μεγέθη, μάζες και επομένως θερμοκρασίες παρόμοιες με αυτές του Ήλιου μας. Αυτές οι ιδιότητες προέκυψαν από την ψυκτική επίδραση του άνθρακα και του οξυγόνου όταν σχηματίστηκαν τα αστέρια. Ακόμη και στοιχειώδεις αφθονίες τόσο χαμηλές όσο το ένα δέκατο χιλιοστό εκείνων που βρέθηκαν στον Ήλιο αποδείχθηκαν επαρκείς για να επιτρέψουν τη γέννηση μικρότερων αστεριών, όπως ο Ήλιος μας.
Ωστόσο, αυτές οι ίδιες χαμηλές αφθονίες απαγόρευαν να σχηματιστούν βραχώδεις πλανήτες γύρω από αυτά τα πρώτα αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο λόγω έλλειψης πρώτων υλών. Μόνο καθώς οι επόμενες γενιές αστεριών έζησαν, πέθαναν και εμπλούτισαν το διαστρικό μέσο με βαριά στοιχεία, έγινε δυνατή η γέννηση πλανητών και η ίδια η ζωή.
«Η ζωή είναι ένα πρόσφατο φαινόμενο», αναφέρει ξεκάθαρα ο Loeb. «Γνωρίζουμε ότι χρειάστηκαν πολλές εκρήξεις σουπερνόβα για να φτιάξουμε όλα τα βαριά στοιχεία που βρίσκουμε εδώ στη Γη και στον Ήλιο και στο σώμα μας».
Τα πρόσφατα στοιχεία παρατήρησης επιβεβαιώνουν τα ευρήματά τους. Μελέτες γνωστών εξωηλιακών πλανητών έχουν βρει μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της παρουσίας των πλανητών και της αφθονίας των βαρέων στοιχείων («μέταλλα») στα αστέρια τους. Δηλαδή, ένα αστέρι με μεγαλύτερη μεταλλικότητα και πιο βαριά στοιχεία είναι πιο πιθανό να έχει πλανήτες. Αντίθετα, όσο χαμηλότερη είναι η μεταλλικότητα ενός αστεριού, τόσο λιγότερο πιθανό είναι να υπάρχουν πλανήτες.
«Τώρα αρχίζουμε να διερευνούμε το όριο μεταλλικότητας για το σχηματισμό πλανητών, οπότε είναι δύσκολο να πούμε πότε ακριβώς άνοιξε το παράθυρο για τη ζωή. Αλλά σαφώς, είμαστε τυχεροί που η μεταλλικότητα του θέματος που γεννήθηκε το ηλιακό μας σύστημα ήταν αρκετά υψηλή για να σχηματιστεί η Γη », λέει ο Bromm. «Οφείλουμε την ύπαρξή μας με έναν πολύ άμεσο τρόπο σε όλα τα αστέρια των οποίων η ζωή και ο θάνατος προηγήθηκαν του σχηματισμού του Ήλιου μας. Και αυτή η διαδικασία ξεκίνησε αμέσως μετά το Big Bang με τα πρώτα αστέρια. Καθώς το σύμπαν εξελίχθηκε, σταδιακά σπέρθηκε με όλα τα βαριά στοιχεία που απαιτούνται για να σχηματιστούν πλανήτες και ζωή. Έτσι, η εξέλιξη του σύμπαντος ήταν μια διαδικασία βήμα προς βήμα που οδήγησε σε ένα σταθερό αστέρι G-2 ικανό να συντηρήσει τη ζωή. Ένα αστέρι που ονομάζουμε τον Ήλιο. "
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων Harvard CfA
