Andengenerations stjerner identificeret, give spor om deres forgængere

Astronomer fra University of Notre Dame har identificeret, hvad de mener er anden generation af stjerner, kaster lys over naturen i universets første stjerner.

En underklasse af kulstofforbedrede metalfattige (CEMP) stjerner, de såkaldte CEMP-ingen stjerner, er gamle stjerner, der har store mængder kulstof, men lidt af de tungmetaller (såsom jern), der er fælles for senere generationers stjerner. Massive førstegenerationsstjerner, der består af rent brint og helium, produceret og skubbet tungere grundstoffer ud af stjernevind i løbet af deres levetid, eller når de eksploderede som supernovaer. Disse metaller - noget tungere end helium, i astronomisk sprogbrug - forurenede de nærliggende gasskyer, hvorfra nye stjerner dannede sig.

Jinmi Yoon, en postdoc forsker i Institut for Fysik; Timothy Beers, Notre Dame -stolen i astrofysik; og Vinicius Placco, en forskningsprofessor ved Notre Dame, sammen med deres samarbejdspartnere, viser i resultater offentliggjort i Astrophysics Journal i denne uge, at den laveste metallicitet stjerner, den mest kemisk primitive, omfatter store fraktioner af CEMP -stjerner. CEMP-ingen stjerner, som også er rige på nitrogen og ilt, sandsynligvis stjernerne født af brint- og heliumgasskyer, der blev forurenet af grundstofferne produceret af universets første stjerner.

"CEMP-ingen stjerner vi ser i dag, i hvert fald mange af dem, blev født kort efter Big Bang, 13,5 milliarder år siden, ud af næsten helt forurenet materiale, "Yoon siger." Disse stjerner, placeret i halosystemet i vores galakse, er sande anden generations stjerner-født ud af nukleosynteseprodukterne fra de allerførste stjerner. "

Beers siger, at det er usandsynligt, at nogen af ​​universets første stjerner stadig eksisterer, men meget kan læres om dem fra detaljerede undersøgelser af den næste generation af stjerner.

"Vi analyserer de allerførste stjerners kemiske produkter ved at se på, hvad der var låst af anden generationens stjerner, "Beers siger." Vi kan bruge disse oplysninger til at fortælle historien om, hvordan de første elementer blev dannet, og bestem fordelingen af ​​masserne af de første stjerner. Hvis vi ved, hvordan deres masser blev fordelt, vi kan modellere processen med, hvordan de første stjerner dannede og udviklede sig fra begyndelsen. "

Forfatterne brugte højopløselige spektroskopiske data indsamlet af mange astronomer til at måle de kemiske sammensætninger af omkring 300 stjerner i Mælkevejens glorie. Flere og tungere grundstoffer dannes, da senere generationer af stjerner fortsat bidrager med yderligere metaller, de siger. Når nye generationer af stjerner fødes, de inkorporerer de metaller, der er produceret af tidligere generationer. Derfor, jo flere tungmetaller en stjerne indeholder, jo mere for nylig blev den født. Vores sol, for eksempel, er relativt ung, med en alder på kun 4,5 milliarder år.

Et ledsagende papir, med titlen "Observationelle begrænsninger på førstestjernede nukleosyntese. II. Spektroskopi af en ultra-metalfattig CEMP-ingen stjerne, "hvoraf Placco var hovedforfatter, blev også offentliggjort i samme nummer af tidsskriftet i denne uge. Papiret sammenligner teoretiske forudsigelser for den kemiske sammensætning af supernova-modeller med nulmetallicitet med en nyopdaget CEMP-ingen stjerne i Mælkevejen.