Przejdź do treści

Zaobserwowano duże ilości tlenu w atmosferze starej gwiazdy

img

Międzynarodowy zespół astronomów wykrył duże ilości tlenu w atmosferze jednej z najstarszych i najbardziej ubogich w pierwiastki znanych gwiazd – „pierwotnej gwiazdy” nazwanej przez naukowców J0815+4729.

Nowe odkrycie, dokonane przy użyciu W. M. Keck Observatory na Maunakea na Hawajach, mające na celu analizę składu chemicznego starej gwiazdy, dostarcza ważnej wskazówki dotyczącej tego, w jaki sposób tlen i inne pierwiastki powstały w gwiazdach pierwszej generacji we Wszechświecie.

Ten wynik jest bardzo ekscytujący. Opowiada nam o najwcześniejszych czasach we Wszechświecie, wykorzystując gwiazdy na naszym kosmicznym podwórku. Nie mogę się doczekać, aby zobaczyć więcej takich pomiarów, abyśmy mogli lepiej zrozumieć najwcześniejsze zalążki tlenu i innych pierwiastków w młodym Wszechświecie – powiedział główny naukowiec Obserwatorium Kecka John O’Meara.

Tlen jest trzecim pod względem obfitości, po wodorze i helu, pierwiastkiem we Wszechświecie i jest niezbędny dla wszystkich form życia na Ziemi, jako chemiczna podstawa do oddychania oraz budulec węglowodanów. Jest także głównym podstawowym składnikiem skorupy ziemskiej. Jednak tlen nie istniał we wczesnym Wszechświecie; powstaje w wyniku reakcji syntezy jądrowej zachodzącej głęboko w najbardziej masywnych gwiazdach, o 10-krotnej masie Słońca, lub większej.

Śledzenie wczesnej produkcji tlenu i innych pierwiastków wymaga zbadania najstarszych wciąż istniejących gwiazd. J0815+4729 jest jedną z takich gwiazd; znajduje się ponad 5000 lat świetlnych od nas w kierunku konstelacji Rysia.

Gwiazdy, takie jak J0815+4729 są określane także jako gwiazdy halo. Spowodowane to jest ich mniej więcej kulistym rozmieszczeniem wokół Drogi Mlecznej, inaczej niż ma to miejsce w przypadku młodszych gwiazd lokujących się w dysk.

Gwiazdy halo, takie jak J0815+4729, są naprawdę starymi gwiazdami, umożliwiającymi astronomom wgląd w tworzenie się pierwiastków we wczesnej historii Wszechświata.

Zespół badaczy zaobserwował J0815+4729 za pomocą spektrometru HIRES zamontowanego na 10-metrowym teleskopie Keck I. Dane, które wymagały ponad 5 godzin wpatrywania się w gwiazdę w ciągu jednej nocy, posłużyły do zmierzenia obfitości 16 pierwiastków chemicznych w atmosferze gwiazdy, w tym tlenu.

Pierwotny skład gwiazdy wskazuje, że powstała ona w ciągu pierwszych setek milionów lat po Wielkim Wybuchu, być może z materii wyrzuconej z pierwszych supernowych Drogi Mlecznej.

Dane z HIRES dotyczące gwiazdy ujawniły bardzo nietypowy skład chemiczny. Chociaż zawiera stosunkowo duże ilości węgla, azotu i tlenu – około 10, 8 i 3% obfitości mierzonej w Słońcu – inne pierwiastki, takie jak wapń i żelazo, występują w obfitości co najmniej 0,000001 słonecznej.

Jest znanych tylko kilka takich gwiazd w halo naszej galaktyki, ale żadna z nich nie posiada tak ogromnej ilości węgla, azotu i tlenu w porównaniu do zawartości żelaza.

Poszukiwanie gwiazd tego typu obejmuje dedykowane projekty, które przeszukują setki tysięcy widm gwiazdowych, aby odkryć kilka rzadkich źródeł, takich jak J0815+4729, a następnie obserwacje w celu zmierzenia ich składu chemicznego. Gwiazda ta została po raz pierwszy zidentyfikowana wśród danych uzyskanych z przeglądu Sloan Digital Sky Survey (SDSS), a następnie scharakteryzowana przez zespół Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) w 2017 roku za pomocą Grand Canary Telescope na wyspie La Palma.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Astronomers Detect Large Amounts Of Oxygen In Ancient Star’s Atmosphere

The Extreme CNO-enhanced Composition of the Primitive Iron-poor Dwarf Star J0815+4729

Źródło: Obserwatorium Keck