Astronomowie odkryli coś, co może być jedną z najstarszych gwiazd Wszechświata – ciało prawie w całości stworzone z materii wyplutej z Wielkiego Wybuchu.
Odkrycie tej gwiazdy, której wiek szacowany jest na 13,5 miliarda lat, oznacza, że prawdopodobnie istnieje więcej gwiazd o bardzo niskiej masie i bardzo niskiej zawartości metalu – być może nawet niektóre z nich są pierwszymi gwiazdami Wszechświata.
Gwiazda ta jest niezwykła, ponieważ – w przeciwieństwie do innych gwiazd o bardzo niskiej zawartości metalu – jest częścią „cienkiego dysku” Drogi Mlecznej, czyli części Galaktyki, w której znajduje się nasze Słońce. A ponieważ gwiazda ta jest tak stara, naukowcy twierdzą, że jest możliwe, że nasze galaktyczne sąsiedztwo jest co najmniej 3 miliardy lat starsze, niż wcześniej sądzono.
Pierwsze gwiazdy po Wielkim Wybuchu składałby się w całości z pierwiastków, takich jak wodór, hel i niewielka ilość litu. Następnie gwiazdy te wytworzyły w swoich jądrach pierwiastki cięższe od helu i rozsiały je po Wszechświecie podczas eksplozji w postaci supernowej. Nowo odkryty układ gwiazd okrąża Drogę Mleczną po orbicie kołowej, która niczym orbita Słońca nigdy nie oddala się zbytnio od płaszczyzny Galaktyki. Z drugiej strony, większość skrajnie ubogich w metale gwiazd ma orbity, które przenoszą je przez Galaktykę i z dala od jej płaszczyzny.
Następna generacja gwiazd utworzyła się z obłoków materii splecionych z tymi metalami. Metaliczność gwiazd we Wszechświecie wzrasta w cyklach ich narodzin i śmierci. Odkryta niedawno gwiazda o niskiej metaliczności wskazuje, że w kosmicznym drzewie genealogicznym może to być zaledwie jedno pokolenie pochodzące z Wielkiego Wybuchu. Rzeczywiście, to nowa gwiezdna rekordzistka z najmniejszą ilością ciężkich pierwiastków – ma mniej więcej taką samą zawartość pierwiastków ciężkich, jak Merkury. W przeciwieństwie do niej, Słońce ma tysiące pokoleń i zawartość ciężkich pierwiastków równą 14 Jowiszom. Astronomowie odkryli około 30 pradawnych gwiazd „skrajnie ubogich w metale” o masie zbliżonej do Słońca. Gwiazda odkryta przez zespół Kevina Schlaufmana ma zaledwie 14% masy Słońca.
Gwiazda jest częścią układu podwójnego. Zespół odkrył maleńką, prawie niewidoczną, słabą gwiazdę po tym, jak inna grupa odkryła tę jaśniejszą (główną) w układzie. Zespół ten zmierzył skład głównej gwiazdy, analizując wysokiej rozdzielczości widmo światła. Badając obecność lub brak ciemnych linii w widmie gwiazdy, astronomowie mogą identyfikować zawarte w niej pierwiastki, takie jak węgiel, tlen, wodór, żelazo i inne. W tym przypadku gwiazda miała wyjątkowo niską metaliczność. Astronomowie ci zaobserwowali także niezwykłe zachowania w tym układzie, które sugerowało obecność gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury. Schlaufman i jego zespół stwierdzili, że to nieprawda i dzięki temu odkryli znacznie mniejszą towarzyszkę obserwowanej gwiazdy.
Obecność mniejszego gwiezdnego towarzysza okazała się wielkim odkryciem. Zespół Schlaufmana był w stanie wywnioskować jego masę, badając lekkie „chybotanie” gwiazdy głównej, gdy przyciągała ją grawitacja tej małej.
Jeszcze w późnych latach dziewięćdziesiątych astronomowie uważali, że w najwcześniejszych stadiach Wszechświata mogły powstać tylko masywne gwiazdy, i że nie można ich już obserwować, bo wypaliły swoje paliwo i bardzo szybko umarły. Jednak kiedy symulacje astronomiczne stały się bardziej zaawansowane, zaczęli sugerować, że w pewnych sytuacjach może ciągle istnieć gwiazda z tego okresu o szczególnie niskiej masie – nawet 13 miliardów lat po Wielkim Wybuchu. W przeciwieństwie do olbrzymich gwiazd te o niskiej masie mogą żyć przez długi czas.
Odkrycie tej nowej gwiazdy o niskiej metaliczności, nazwanej 2MASS J18082002–5104378 B, otwiera nowe możliwości obserwacji nawet starszych gwiazd.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej:
Johns Hopkins scientist finds elusive star with origins close to Big Bang
Źródło: Johns Hopkins University
Na zdjęciu: Gwiazda 2MASS J18082002–5104378 B, będąca częścią układu podwójnego. Źródło: ESO/BELETSKY/DSS1 + DSS2 + 2MASS
