Οι επιστήμονες έχουν αναλάβει τον ρόλο των «κοσμικών αρχαιολόγων» για να ανακαλύψουν ένα σπάνιο, φτωχό σε σίδηρο αστέρι δεύτερης γενιάς — ουσιαστικά ένα απολίθωμα της χημικής εξέλιξης του σύμπαντος.
Όπως η ανακάλυψη αρχαιολογικών ευρημάτων στη Γη μας διδάσκει για χαμένες γενιές ανθρώπων, έτσι και αυτή η παρατήρηση παρέχει απτές αποδείξεις για το πώς πέθαναν τα πρώτα άστρα, εμπλουτίζοντας χημικά τους διαδόχους τους.
Όπως αναφέρει και το space.com, το άστρο δεύτερης γενιάς (POP II) ανακαλύφθηκε στον νάνο γαλαξία Pictor II, σε απόσταση περίπου 150.000 ετών φωτός από τη Γη, στον αστερισμό Pictor, χρησιμοποιώντας την Κάμερα Σκοτεινής Ενέργειας (DECam), τοποθετημένη στο τηλεσκόπιο τεσσάρων μέτρων Victor M. Blanco. Ονομάστηκε PicII-503 και περιέχει μόλις το 1/40.000 του σιδήρου που υπάρχει στον Ήλιο, ο οποίος είναι αστέρι τρίτης γενιάς (POP I). Το γεγονός ότι το PicII-503 έχει τη χαμηλότερη συγκέντρωση σιδήρου που έχει παρατηρηθεί εκτός του Γαλαξία μας το καθιστά ένα από τα πιο πρωτόγονα άστρα που έχουν ανακαλυφθεί.
Ωστόσο, αυτό δεν είναι το πιο εντυπωσιακό χαρακτηριστικό του PicII-503. Η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι αυτό το άστρο POP II έχει τεράστια υπεραφθονία άνθρακα, με αναλογία άνθρακα προς σίδηρο πάνω από 1.500 φορές μεγαλύτερη από την αντίστοιχη αναλογία στον Ήλιο. Αυτή η υπεραφθονία θυμίζει την χαρακτηριστική «υπογραφή» άνθρακα που παρατηρείται σε άστρα χαμηλού σιδήρου στη νεφελώδη εξωτερική άλω του Γαλαξία μας.
«Ανακαλύψεις σαν αυτή είναι κοσμική αρχαιολογία, αποκαλύπτοντας σπάνια αστρικά απολιθώματα που διατηρούν τα αποτυπώματα των πρώτων άστρων του σύμπαντος», δήλωσε ο Κρις Ντέιβις, διευθυντής προγράμματος του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών των ΗΠΑ για το NOIRLab.
Ένα είδος μαγείας
Τα πρώτα άστρα του σύμπαντος (POP III) γεννήθηκαν όταν η χημική σύσταση του σύμπαντος περιοριζόταν στο υδρογόνο, το ήλιο και ελάχιστα βαρύτερα στοιχεία, τα οποία οι αστρονόμοι αποκαλούν συλλογικά «μέταλλα». Αυτό σήμαινε ότι τα άστρα POP III αποτελούνταν κυρίως από υδρογόνο με λίγο ήλιο και σχεδόν καθόλου μέταλλα. Αυτά τα άστρα δημιούργησαν τον πρώτο άνθρακα και σίδηρο στους πυρήνες τους, υλικά που διασκορπίστηκαν στον μεσοαστρικό χώρο όταν τα άστρα αυτά εξερράγησαν ως υπερκαινοφανείς στο τέλος της ζωής τους.
Διαστρικά νέφη αερίου και σκόνης, εμπλουτισμένα με αυτά τα στοιχεία, ψήχθηκαν και κατέρρευσαν, δημιουργώντας τη δεύτερη γενιά άστρων — άστρα πλουσιότερα σε μέταλλα χάρη στη «δωρεά» βαρέων στοιχείων από τους προγόνους τους. Έτσι, τα άστρα POP II λειτουργούν σαν χρονοκάψουλες, καταγράφοντας ένα κρίσιμο στάδιο του χημικού εμπλουτισμού του σύμπαντος.
«Η ανακάλυψη ενός άστρου που διατηρεί με σαφήνεια τα βαρέα στοιχεία από τα πρώτα άστρα θεωρούσαμε πως ήταν στο όριο του εφικτού, δεδομένης της ακραίας σπανιότητας τέτοιων αντικειμένων», δήλωσε ο επικεφαλής της ομάδας Ανιρούντ Τσίτι από το Πανεπιστήμιο Στάνφορντ. «Με τη χαμηλότερη περιεκτικότητα σε σίδηρο που έχει μετρηθεί ποτέ σε έναν εξαιρετικά αμυδρό νάνο γαλαξία, το PicII-503 μας προσφέρει ένα πρωτοφανές παράθυρο στην αρχική παραγωγή στοιχείων σε ένα αρχέγονο σύστημα».
Πώς το ανακάλυψαν
Το PicII-503 είναι το πρώτο επιβεβαιωμένο παράδειγμα άστρου POP II σε έναν αμυδρό νάνο γαλαξία και αναδείχθηκε ως εξαιρετικά φτωχό σε μέταλλα μέσω δεδομένων από την έρευνα MAGIC («Χαρτογράφηση του Αρχαίου Γαλαξία»). Αυτή η 54ήμερη παρατηρησιακή εκστρατεία σχεδιάστηκε ειδικά για τον εντοπισμό των αρχαιότερων και πιο πρωτόγονων άστρων στον Γαλαξία και στους συνοδούς νάνους γαλαξίες του. «Χωρίς τα δεδομένα του MAGIC, θα ήταν αδύνατο να απομονώσουμε αυτό το άστρο ανάμεσα στα εκατοντάδες άλλα στην περιοχή του Pictor II», είπε ο Τσίτι.
Η ομάδα συνδύασε τα δεδομένα του MAGIC με παρατηρήσεις από το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) στην έρημο Ατακάμα στη βόρεια Χιλή και το τηλεσκόπιο Baade Magellan, αποκαλύπτοντας εξαιρετικά χαμηλές αφθονίες σιδήρου και ασβεστίου — τις χαμηλότερες που έχουν καταγραφεί εκτός του Γαλαξία μας. Αυτό κατέστησε το PicII-503 την πρώτη καταγραφή χημικού εμπλουτισμού σε νάνο γαλαξία.
Μια πιθανή εξήγηση για την εντυπωσιακά χαμηλή αναλογία σιδήρου προς άνθρακα είναι ότι οι εκρήξεις των άστρων POP III ήταν χαμηλής ενέργειας. Αυτό σημαίνει ότι τα ελαφρύτερα στοιχεία, όπως ο άνθρακας, εκτινάχθηκαν στον μεσοαστρικό χώρο, ενώ τα βαρύτερα, όπως ο σίδηρος, έπεσαν πίσω στα υπολείμματα της έκρηξης.
Το γεγονός ότι το PicII-503 βρίσκεται σε έναν από τους μικρότερους νάνους γαλαξίες που έχουν παρατηρηθεί, με αντίστοιχα ασθενή βαρυτική επίδραση, ενισχύει αυτή την υπόθεση. «Αυτό που με ενθουσιάζει περισσότερο είναι ότι έχουμε παρατηρήσει ένα αποτέλεσμα της αρχικής παραγωγής στοιχείων σε έναν αρχέγονο γαλαξία — μια θεμελιώδη παρατήρηση!», κατέληξε ο Τσίτι. «Επιπλέον, συνδέεται καθαρά με το χαρακτηριστικό που έχουμε δει στα άστρα χαμηλής μεταλλικότητας στην άλω του Γαλαξία, ενώνοντας την προέλευσή τους με τον εμπλουτισμό από τα πρώτα άστρα».
Πηγή: ethnos.gr
