Σύμφωνα με την πιο ευρέως αποδεκτή κοσμολογική θεωρία, τα πρώτα αστέρια στο Σύμπαν μας σχηματίστηκαν περίπου 150 έως 1 δισεκατομμύριο χρόνια μετά το Big Bang. Με την πάροδο του χρόνου, αυτά τα αστέρια άρχισαν να ενώνονται για να σχηματίσουν σφαιρικά σμήνη, τα οποία αργά συνενώθηκαν για να σχηματίσουν τους πρώτους γαλαξίες - συμπεριλαμβανομένου του δικού μας Γαλαξία. Για αρκετό καιρό, οι αστρονόμοι υποστήριξαν ότι αυτή η διαδικασία ξεκίνησε για τον γαλαξία μας πριν από 13,51 δισεκατομμύρια χρόνια.
Σύμφωνα με αυτήν τη θεωρία, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι τα παλαιότερα αστέρια στο Σύμπαν ήταν βραχύβια μαζικά που έκτοτε πέθαναν. Ωστόσο, μια ομάδα αστρονόμων από το Πανεπιστήμιο Johns Hopking ανακάλυψε πρόσφατα ένα αστέρι χαμηλής μάζας στον «λεπτό δίσκο» του Γαλαξία που είναι περίπου 13,5 δισεκατομμύρια ετών. Αυτή η ανακάλυψη δείχνει ότι μερικά από τα πρώτα αστέρια στο Σύμπαν θα μπορούσαν να είναι ζωντανά και διαθέσιμα για μελέτη.
Αυτό το αστέρι ανακαλύφθηκε ως σύντροφος του 2MASS J18082002–5104378, ενός υποτάγματος που απέχει περίπου 1.950 έτη φωτός από τη Γη (στον αστερισμό Ara) και έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε μέταλλο (μεταλλικότητα). Όταν παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 2016, η ομάδα ανακάλυψης σημείωσε ασυνήθιστη συμπεριφορά την οποία απέδωσαν στην ύπαρξη ενός αόρατου συντρόφου - πιθανώς ενός αστεριού νετρονίων ή μιας μαύρης τρύπας.
Για χάρη της μελέτης τους, η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα, η ομάδα του John Hopkins παρατήρησε αυτό το αστρικό σύστημα μεταξύ 2016 και 2017 χρησιμοποιώντας τα τηλεσκόπια Magellan στο Παρατηρητήριο Las Campanas της Χιλής. Αφού παρατήρησαν φάσματα από το σύστημα, μπόρεσαν να διακρίνουν την παρουσία ενός εξαιρετικά εξασθενημένου δευτερεύοντος αστεριού, το οποίο έκτοτε έχει χαρακτηριστεί 2MASS J18082002–5104378 B.
Σε συνδυασμό με τις μετρήσεις της ακτινικής ταχύτητας του πρωταρχικού του, οι οποίες απέδωσαν εκτιμήσεις μάζας, η ομάδα διαπίστωσε ότι το αστέρι είναι ένα αστέρι χαμηλής μάζας, εξαιρετικά χαμηλής μεταλλικότητας. Βάσει της χαμηλής περιεκτικότητάς τους σε μέταλλα, διαπίστωσαν επίσης ότι είναι 13,5 δισεκατομμύρια χρόνια, καθιστώντας το το παλαιότερο αστέρι φτωχού μετάλλου που ανακαλύφθηκε μέχρι σήμερα. Αυτό σημαίνει ότι με κοσμικούς όρους, το αστέρι είναι μια γενιά που αφαιρείται από το Big Bang.
Όπως ανέφερε ο Kevin Schlaufman - επίκουρος καθηγητής φυσικής και αστρονομίας και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης - σε ένα δελτίο τύπου του JHU Hub, αυτό ήταν ένα εξαιρετικά απροσδόκητο εύρημα. «Αυτό το αστέρι είναι ίσως ένα στα 10 εκατομμύρια», είπε. "Μας λέει κάτι πολύ σημαντικό για τις πρώτες γενιές των αστεριών."
Ενώ οι αστρονόμοι έχουν βρει 30 αρχαία αστέρια φτωχού μετάλλου στο παρελθόν, καθένα από αυτά είχε την κατά προσέγγιση μάζα του Ήλιου. Το αστέρι Schlaufman και η ομάδα του βρήκαν, ωστόσο, ότι ήταν μόνο το 14% της μάζας του Ήλιου (καθιστώντας τον κόκκινο νάνο τύπου Μ). Επιπλέον, όλα τα αστέρια εξαιρετικά χαμηλής μεταλλικότητας που είχαν ανακαλυφθεί στο παρελθόν στον γαλαξία μας βρέθηκαν να έχουν τροχιές που τους πήραν γενικά το γαλαξιακό επίπεδο.
Ωστόσο, αυτό το πρόσφατα ανακαλυφθέν σύστημα αστεριών περιστρέφεται γύρω από τον γαλαξία μας σε κυκλική τροχιά (όπως ο Ήλιος μας), ο οποίος διατηρεί σχετικά κοντά στο επίπεδο. Αυτή η ανακάλυψη προκαλεί πολλές αστρονομικές συμβάσεις και ανοίγει επίσης μερικές πολύ ενδιαφέρουσες δυνατότητες για τους αστρονόμους.
Για παράδειγμα, οι αστρονόμοι θεωρούν από καιρό ότι τα πρώτα αστέρια που σχηματίστηκαν μετά το Big Bang (γνωστό ως αστέρια πληθυσμού III) θα αποτελούσαν εξ ολοκλήρου τα πιο βασικά στοιχεία - δηλαδή υδρογόνο, ήλιο και μικρές ποσότητες λιθίου. Αυτά τα αστέρια έπειτα παρήγαγαν βαρύτερα στοιχεία στους πυρήνες τους, τα οποία απελευθερώθηκαν στο Σύμπαν όταν έφτασαν στο τέλος της διάρκειας ζωής τους και εξερράγησαν ως σουπερνόβα.
Η επόμενη γενιά των αστεριών που σχηματίστηκαν αποτελούσαν κατά κύριο λόγο τα ίδια βασικά στοιχεία, αλλά συμπεριλάμβαναν επίσης σύννεφα αυτών των βαρύτερων στοιχείων από την προηγούμενη γενιά αστεριών στο μακιγιάζ τους. Αυτά τα αστέρια δημιούργησαν πιο βαριά στοιχεία τα οποία στη συνέχεια απελευθέρωσαν στο τέλος της διάρκειας ζωής τους, αυξάνοντας σταδιακά τη μεταλλικότητα των αστεριών στο Σύμπαν με κάθε επόμενη γενιά.
Με λίγα λόγια, οι αστρονόμοι πίστευαν μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1990 ότι όλα τα πρώτα αστέρια (τα οποία θα ήταν τεράστια και βραχύβια) έχουν εξαφανιστεί από καιρό. Τις τελευταίες δεκαετίες, έχουν πραγματοποιηθεί αστρονομικές προσομοιώσεις που έχουν δείξει ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν αστέρια χαμηλής μάζας από την πρώτη γενιά. Σε αντίθεση με τα τεράστια αστέρια, οι νάνοι χαμηλής μάζας (όπως οι κόκκινοι νάνοι) μπορούν να ζήσουν έως και τρισεκατομμύρια χρόνια.
Η ανακάλυψη αυτού του νέου αστέρα εξαιρετικά φτωχού μετάλλου όχι μόνο επιβεβαιώνει αυτή τη δυνατότητα, αλλά δείχνει ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν πολλά περισσότερα αστέρια στον γαλαξία μας που έχουν πολύ χαμηλές μάζες και πολύ χαμηλή μεταλλικότητα - τα οποία στην πραγματικότητα θα μπορούσαν να είναι μερικά από τα πρώτα αστέρια του Σύμπαντος . Όπως ανέφερε ο Schlaufman:
Αν το συμπέρασμά μας είναι σωστό, τότε μπορούν να υπάρχουν αστέρια χαμηλής μάζας που έχουν σύνθεση αποκλειστικά το αποτέλεσμα του Big Bang. Παρόλο που δεν έχουμε βρει ακόμη ένα τέτοιο αντικείμενο στον γαλαξία μας, μπορεί να υπάρχει. "
Εάν είναι αλήθεια, αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει στους αστρονόμους να μελετήσουν πώς ήταν οι συνθήκες λίγο μετά το Big Bang και πριν από το τέλος των «Σκοτεινών Εποχών». Αυτή η περίοδος, η οποία διήρκεσε περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια μετά το Big Bang, είναι επίσης όταν άρχισαν να σχηματίζονται τα πρώτα αστέρια και γαλαξίες, αλλά εξακολουθεί να είναι απρόσιτη στα πιο ισχυρά τηλεσκόπια μας. Αλλά με αστέρια που επιβιώνουν από αυτήν την πολύ πρώιμη περίοδο της κοσμικής εξέλιξης, οι αστρονόμοι μπορεί τελικά να έχουν ένα παράθυρο σε αυτήν τη μυστηριώδη εποχή.
Φροντίστε να απολαύσετε αυτό το βίντεο που απεικονίζει την τροχιά του 2MASS J18082002–5104378 B γύρω από τον Γαλαξία, ευγενική προσφορά του JHU:
