Nach modernen kosmologischen Modellen begann das Universum in einem katastrophalen Ereignis, das als Urknall bekannt ist. Dies geschah vor ungefähr 13,8 Milliarden Jahren, gefolgt von einer Phase der Expansion und Abkühlung. In dieser Zeit entstanden die ersten Wasserstoffatome, die als Protonen und Elektronen gebildet wurden, und die fundamentalen Kräfte der Physik wurden geboren. Dann, ungefähr 100 Millionen Jahre nach dem Urknall, begannen sich die ersten Sterne und Galaxien zu bilden.
Die Bildung der ersten Sterne ermöglichte auch die Schaffung schwererer Elemente und damit die Bildung von Planeten und allem Leben, wie wir es kennen. Bisher war jedoch weitgehend theoretisch, wie und wann dieser Prozess stattfand, da die Astronomen nicht wussten, wo sich die ältesten Sterne unserer Galaxie befinden. Aber dank einer neuen Studie eines Teams spanischer Astronomen haben wir vielleicht gerade den ältesten Stern in der Milchstraße gefunden!
Die Studie mit dem Titel „J0815 + 4729: Ein chemisch primitiver Zwergstern im galaktischen Halo, beobachtet mit Gran Telescopio Canarias“ erschien kürzlich in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe. Unter der Leitung von David S. Aguado vom Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) bestand das Team aus Mitgliedern der Universität La Laguna und des spanischen Nationalen Forschungsrats (CSIC).
Dieser Stern befindet sich ungefähr 7.500 Lichtjahre von der Sonne entfernt und wurde im Heiligenschein der Milchstraße entlang der Sichtlinie zur Lynx-Konstellation gefunden. Bekannt als J0815 + 4729, befindet sich dieser Stern noch in seiner Hauptsequenz und hat eine geringe Masse (etwa 0,7 Sonnenmassen), obwohl das Forscherteam schätzt, dass er eine Oberflächentemperatur hat, die etwa 400 Grad heißer ist - 6.215 K (5942 °) C; 10.727 ° F) im Vergleich zu 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Für ihre Studie suchte das Team nach einem Stern, der Anzeichen von Metallarmut aufwies, was darauf hindeuten würde, dass er sich seit sehr langer Zeit in seiner Hauptsequenz befindet. Das Team wählte zunächst J0815 + 4729 aus der Baryon-Oszillationsspektroskopie-Untersuchung (SDSS-III / BOSS) von Sloan Digital Sky Survey-III aus und führte dann spektroskopische Nachuntersuchungen durch, um seine Zusammensetzung (und damit sein Alter) zu bestimmen.
Dies wurde unter Verwendung des Intermediate Dispersion Spectrograph and Imaging System (ISIS) am William Herschel Telescope (WHT) und des Optical System for Imaging und der integrierten Spektroskopie mit niedriger mittlerer Auflösung (OSIRIS) am Gran Telescopio de Canarias (GTC) durchgeführt die sich im Observatorio del Roque de los Muchachos auf der Insel La Palma befinden.
In Übereinstimmung mit den Vorhersagen der modernen Theorie wurde der Stern im galaktischen Lichthof gefunden - der erweiterten Komponente unserer Galaxie, die über die galaktische Scheibe (den sichtbaren Teil) hinausreicht. In dieser Region werden vermutlich die ältesten und metallarmsten Sterne in Galaxien gefunden, weshalb das Team zuversichtlich war, dass hier ein Stern aus dem frühen Universum gefunden werden würde.
Wie Jonay González Hernández - Professor an der Universität von La Laguna, Mitglied des IAC und Mitautor des Papiers - in einer Pressemitteilung des IAC erklärte:
„Die Theorie sagt voraus, dass diese Sterne Material aus den ersten Supernovae verwenden könnten, deren Vorfahren etwa 300 Millionen Jahre nach dem Urknall die ersten massiven Sterne in der Galaxie waren. Trotz seines Alters und seiner Entfernung von uns können wir es immer noch beobachten. “
Spektren, die sowohl vom ISIS- als auch vom OSIRIS-Instrument erhalten wurden, bestätigten, dass der Stern arm an Metallen war, was darauf hinweist, dass J0815 + 4729 nur ein Millionstel des Kalziums und Eisens enthält, das die Sonne enthält. Darüber hinaus stellte das Team fest, dass der Stern einen höheren Kohlenstoffgehalt als unsere Sonne aufweist und fast 15% seiner Sonnenhäufigkeit ausmacht (d. H. Die relative Häufigkeit seiner Elemente).
Kurz gesagt, J0815 + 4729 ist möglicherweise der eisenarmste und kohlenstoffreichste Stern, den Astronomen derzeit kennen. Darüber hinaus war es ziemlich schwierig, dies zu finden, da der Stern sowohl eine schwache Leuchtkraft aufweist als auch in einer großen Menge von SDSS / BOSS-Archivdaten vergraben war. Als Carlos Allende Prieto, ein anderer IAC-Forscher und Mitautor des Papiers, erklärte:
„Dieser Stern wurde in der Datenbank des BOSS-Projekts unter einer Million von uns analysierter Sternspektren versteckt, was einen erheblichen Beobachtungs- und Rechenaufwand erfordert. Es erfordert hochauflösende Spektroskopie an großen Teleskopen, um die chemischen Elemente im Stern zu erfassen, was uns helfen kann, die ersten Supernovae und ihre Vorläufer zu verstehen. “
In naher Zukunft prognostiziert das Team, dass Spektrographen der nächsten Generation weitere Untersuchungen ermöglichen könnten, die mehr über die chemische Häufigkeit des Sterns verraten würden. Zu diesen Instrumenten gehört der hochauflösende HORS-Spektrograph, der sich derzeit in einer Testphase auf dem Gran Telescopio Canarias (GTC) befindet.
"Der Nachweis von Lithium liefert wichtige Informationen zur Urknall-Nukleosynthese", sagte Rafael Rebolo, Direktor des IAC und Mitautor des Papiers. "Wir arbeiten an einem Spektrographen mit hoher Auflösung und großem Spektralbereich, um die detaillierte chemische Zusammensetzung von Sternen mit einzigartigen Eigenschaften wie J0815 + 4719 zu messen."
Diese zukünftigen Studien werden sicherlich ein Segen für Astronomen und Kosmologen sein. Sie bieten nicht nur die Möglichkeit, Sterne zu untersuchen, die sich gebildet haben, als das Universum noch in den Kinderschuhen steckte, sondern können auch neue Einblicke in die frühen Stadien des Universums, die Bildung der ersten Sterne und die Eigenschaften der ersten Supernovae gewähren. Mit anderen Worten, sie würden uns einen Schritt näher bringen, um zu wissen, wie sich das Universum, wie wir es kennen, gebildet und entwickelt hat.
