Astronomi su otkrili izuzetno rijetku zvijezdu koja sadrži hemijske tragove prve generacije zvijezda u svemiru, pružajući jedinstven uvid u kozmičku zoru. Zvijezda, nazvana PicII-503, toliko je siromašna teškim elementima da je morala nastati neposredno nakon zvijezda koje su prve osvijetlile rani svemir, piše ScienceAlert.
Prozor u rani svemir
Nedugo nakon Velikog praska svemir je bio mračan. Tek kada su zasjale prve zvijezde, poznate kao Populacija III, svemir je postao proziran za svjetlost. Međutim, nijedna od tih prvih zvijezda nikada nije pronađena, vjerovatno zato što su bile izuzetno masivne i kratkog vijeka. Naučnici su sada otkrili nešto najbliže tome, zvijezdu druge generacije, poznatu kao Populacija II, koja se formirala iz materijala obogaćenog ostacima prvih zvijezda. PicII-503 je najsiromašnija željezom ikad pronađena izvan Mliječne staze, a nalazi se u drevnoj patuljastoj galaksiji staroj više od 10 milijardi godina.
„Otkriće zvijezde koja nedvosmisleno sadrži hemijske tragove prvih zvijezda bilo je na samoj granici onoga što smo smatrali mogućim, s obzirom na to koliko su takvi objekti rijetki“, kaže astrofizičar Anirudh Chiti sa Univerziteta Stanford. „S najmanjom količinom željeza ikad zabilježenom u nekoj ultra-slaboj patuljastoj galaksiji, PicII-503 pruža nam dosad neviđen uvid u rano stvaranje elemenata unutar jednog primordijalnog sistema.“
Stvaranje teških elemenata
U samim počecima svemira materijal iz kojeg nastaju zvijezde bio je vrlo jednostavan, sastojao se gotovo isključivo od vodika i helija. Kada su se prve zvijezde formirale, u njihovim jezgrama fuzijom su počeli nastajati teži elementi, sve do željeza. Kada bi te zvijezde iscrpile svoje gorivo, eksplodirale bi kao supernove, pri čemu su raspršivale stvorene elemente u svemir.
U tim silovitim eksplozijama nastaju i elementi teži od željeza. Ti teži elementi, koje astronomi zajednički nazivaju „metalima“, potom se miješaju s plinom iz kojeg nastaje sljedeća generacija zvijezda. Zbog toga mlađe zvijezde imaju više metala, dok su starije njima siromašnije.
Potraga u fosilnoj galaksiji
PicII-503 nalazi se na udaljenosti od oko 150.000 svjetlosnih godina, u maloj i blijedoj patuljastoj galaksiji Pictor II koja kruži oko Mliječne staze. Pictor II je takozvana fosilna galaksija, što znači da su sve njene zvijezde izuzetno stare te da u njoj milijardama godina nije bilo formiranja novih zvijezda. To je čini savršenim mjestom za potragu za zvijezdama koje su mogle nastati iz ostataka zvijezda Populacije III. Chiti i njegovi kolege koristili su podatke istraživanja MAGIC kako bi pronašli zvijezde s izuzetno niskim udjelom metala.
Neobično hemijsko obilježje
PicII-503 odmah se istaknula. Analiza njenog spektra pokazala je da ima oko 43.000 puta manje željeza i 160.000 puta manje kalcija od Sunca. S druge strane, udio ugljika bio je ogroman, oko 3000 puta veći u odnosu na spomenute elemente. Istraživači navode da je udio teških metala toliko nizak da se zvijezda može objasniti jedino kao pripadnica Populacije II, nastala iz plina koji su obogatile prve zvijezde.
Neravnoteža u elementima ukazuje na to da je nastala iz ostataka neuobičajeno slabe supernove, u kojoj su se teži elementi poput željeza i kalcija vratili u ostatak zvijezde, dok su lakši elementi poput ugljika raspršeni u svemir. Da je supernova bila snažnija, izbacila bi sve elemente izvan tako male galaksije.
Poveznica s našom galaksijom
Ovo otkriće moglo bi nam reći nešto i o drevnim zvijezdama koje se nalaze u halou naše galaksije. Mliječna staza je tokom svog postojanja apsorbirala mnoge manje galaksije, a na kraju bi istu sudbinu mogla doživjeti i Pictor II.
„Najviše me uzbuđuje to što smo posmatrali ishod samih početaka stvaranja elemenata u jednoj primordijalnoj galaksiji, što je izuzetno važno otkriće“, kaže Chiti. „To se također jasno poklapa s obilježjem koje smo vidjeli kod zvijezda s najmanje metala, što povezuje njihovo porijeklo i prirodu tih objekata obogaćenih materijalom prvih zvijezda.“
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Astronomy.