Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

Forskere finder en af ​​de ældste stjerner, der er dannet i en anden galakse

Identifikation af medlemsstjerner med lav metallicitet i LMC. Kredit:Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02223-w

Den første generation af stjerner forvandlede universet. Inde i deres kerner smeltede simpelt brint og helium sammen til en regnbue af elementer. Da disse stjerner døde, eksploderede de og sendte disse nye elementer hen over universet. Jernet, der løber i dine årer, og calcium i dine tænder og natrium, der driver dine tanker, blev alle født i hjertet af en for længst død stjerne.



Ingen har været i stand til at finde nogen af ​​den første generation af stjerner, men videnskabsmænd har annonceret et unikt fund:en stjerne fra anden generation, der oprindeligt blev dannet i en anden galakse end vores.

"Denne stjerne giver et unikt vindue ind i den meget tidlige elementdannende proces i andre galakser end vores egen," sagde Anirudh Chiti, en postdoktor ved University of Chicago og førsteforfatter på et papir, der annoncerer resultaterne. "Vi har opbygget en idé om, hvordan disse stjerner, der blev kemisk beriget af de første stjerner, ser ud i Mælkevejen, men vi ved endnu ikke, om nogle af disse signaturer er unikke, eller om tingene skete på samme måde i andre galakser ."

Avisen blev offentliggjort den 20. marts i Nature Astronomy.

'Fiskenåle ud af høstakke'

Chiti har specialiseret sig i det, der kaldes stjernearkæologi:Rekonstruering af, hvordan de tidligste generationer af stjerner ændrede universet. "Vi ønsker at forstå, hvad egenskaberne ved de første stjerner var, og hvad var de grundstoffer, de producerede," sagde Chiti.

Men ingen har endnu formået at se disse førstegenerationsstjerner, hvis nogen er tilbage i universet. I stedet leder Chiti og hans kolleger efter stjerner, der er dannet af asken fra den første generation.

Det er hårdt arbejde, for selv anden generation af stjerner er nu utroligt gammel og sjælden. De fleste stjerner i universet, inklusive vores egen sol, er resultatet af titusinder af generationer, der opbygger flere og flere tunge grundstoffer hver gang.

"Måske er færre end én ud af 100.000 stjerner i Mælkevejen en af ​​disse andengenerationsstjerner," sagde han. "Du fisker virkelig nåle ud af høstakke."

Men det er det værd at få øjebliksbilleder af, hvordan universet så ud tilbage i tiden. "I deres ydre lag bevarer disse stjerner elementerne i nærheden af, hvor de er dannet," forklarede han. "Hvis du kan finde en meget gammel stjerne og få dens kemiske sammensætning, kan du forstå, hvordan universets kemiske sammensætning var, hvor den stjerne blev dannet for milliarder af år siden."

Elementær overflodstendenser for stjerner i LMC kontra Mælkevejen og Sculptor dværggalaksen. Kredit:Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02223-w

En spændende særhed

Til denne undersøgelse rettede Chiti og hans kolleger deres teleskoper mod et usædvanligt mål:stjernerne, der udgør den store magellanske sky.

Den store magellanske sky er et lysende stæng af stjerner, der er synlige for det blotte øje på den sydlige halvkugle. Vi tror nu, at det engang var en separat galakse, der blev fanget af Mælkevejens tyngdekraft for blot et par milliarder år siden. Dette gør det særligt interessant, fordi dets ældste stjerner blev dannet uden for Mælkevejen – hvilket giver astronomerne en chance for at lære om, hvorvidt forholdene i det tidlige univers alle så ens ud eller var forskellige andre steder.

Forskerne søgte efter beviser for disse særligt gamle stjerner i den store magellanske sky og katalogiserede ti af dem, først med Den Europæiske Rumorganisations Gaia-satellit og derefter med Magellan-teleskopet i Chile.

En af disse stjerner sprang straks ud som en særhed. Den havde meget, meget mindre af de tungere grundstoffer i sig end nogen anden stjerne, der endnu er set i Den Store Magellanske Sky. Det betyder, at den sandsynligvis blev dannet i kølvandet på den første generation af stjerner - så den havde endnu ikke opbygget tungere grundstoffer i løbet af gentagne stjernefødsler og -dødsfald.

Ved at kortlægge dets elementer blev forskerne overraskede over at se, at det havde meget mindre kulstof end jern sammenlignet med, hvad vi ser i Mælkevejens stjerner.

"Det var meget spændende, og det tyder på, at kulstofforbedring af den tidligste generation, som vi ser i Mælkevejen, måske ikke var universel," sagde Chiti. "Vi bliver nødt til at lave yderligere undersøgelser, men det tyder på, at der er forskelle fra sted til sted.

"Jeg tror, ​​vi er ved at udfylde billedet af, hvordan den tidlige elementberigelsesproces så ud i forskellige miljøer," sagde han.

Deres resultater bekræftede også andre undersøgelser, der har antydet, at den store magellanske sky lavede meget færre stjerner tidligt sammenlignet med Mælkevejen.

Chiti leder i øjeblikket et billedbehandlingsprogram for at kortlægge en stor del af den sydlige himmel for at finde de tidligst mulige stjerner. "Denne opdagelse tyder på, at der burde være mange af disse stjerner i den store magellanske sky, hvis vi ser nærmere efter," sagde han. "Det er virkelig spændende at åbne op for stjernearkæologien for den store magellanske sky og at være i stand til så detaljeret at kortlægge, hvordan de første stjerner kemisk berigede universet i forskellige områder."

Flere oplysninger: Anirudh Chiti et al., Berigelse ved ekstragalaktiske første stjerner i den store magellanske sky, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02223-w

Leveret af University of Chicago




Varme artikler