Nach der am weitesten verbreiteten kosmologischen Theorie bildeten sich die ersten Sterne in unserem Universum ungefähr 150 bis 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall. Im Laufe der Zeit schlossen sich diese Sterne zu Kugelhaufen zusammen, die sich langsam zu den ersten Galaxien zusammenschlossen - einschließlich unserer eigenen Milchstraße. Seit einiger Zeit glauben Astronomen, dass dieser Prozess für unsere Galaxie vor etwa 13,51 Milliarden Jahren begann.
In Übereinstimmung mit dieser Theorie glaubten Astronomen, dass die ältesten Sterne im Universum kurzlebige massive Sterne waren, die seitdem gestorben sind. Ein Team von Astronomen der Johns Hopking University entdeckte jedoch kürzlich einen massearmen Stern in der „dünnen Scheibe“ der Milchstraße, die ungefähr 13,5 Milliarden Jahre alt ist. Diese Entdeckung weist darauf hin, dass einige der frühesten Sterne im Universum lebendig sein und für Studien zur Verfügung stehen könnten.
Dieser Stern wurde als Begleiter von 2MASS J18082002–5104378 entdeckt, einem Subgiant, der ungefähr 1.950 Lichtjahre von der Erde entfernt ist (im Sternbild Ara) und einen geringen Metallgehalt (Metallizität) aufweist. Als es 2016 zum ersten Mal beobachtet wurde, stellte das Entdeckungsteam ungewöhnliches Verhalten fest, das auf die Existenz eines unsichtbaren Begleiters zurückzuführen war - möglicherweise eines Neutronensterns oder eines Schwarzen Lochs.
Für ihre Studie, die kürzlich in veröffentlicht wurde Das astrophysikalische JournalDas John Hopkins-Team beobachtete dieses Sternensystem zwischen 2016 und 2017 mit den Magellan-Teleskopen am Las Campanas-Observatorium in Chile. Nachdem sie die Spektren des Systems beobachtet hatten, konnten sie das Vorhandensein eines extrem schwachen Sekundärsterns erkennen, der seitdem als 2MASS J18082002–5104378 B bezeichnet wurde.
In Kombination mit Radialgeschwindigkeitsmessungen seines Primärsterns, die Massenschätzungen ergaben, stellte das Team fest, dass der Stern ein Stern mit geringer Masse und extrem geringer Metallizität ist. Aufgrund seines geringen Metallgehalts stellten sie außerdem fest, dass es 13,5 Milliarden Jahre alt ist, was es zum ältesten bisher entdeckten ultra-metallarmen Stern macht. Dies bedeutet, dass der Stern kosmisch eine einzelne Generation ist, die vom Urknall entfernt ist.
Wie Kevin Schlaufman - Assistenzprofessor für Physik und Astronomie und Hauptautor der Studie - in einer Pressemitteilung des JHU Hub anzeigte, war dies ein äußerst unerwarteter Fund. "Dieser Stern ist vielleicht einer von 10 Millionen", sagte er. "Es sagt uns etwas sehr Wichtiges über die ersten Generationen von Sternen."
Während Astronomen in der Vergangenheit 30 uralte ultra-metallarme Sterne gefunden haben, hatte jeder von ihnen die ungefähre Masse der Sonne. Der Star Schlaufman und sein Team stellten jedoch fest, dass die Sonnenmasse nur 14% betrug (was sie zu einem roten Zwerg vom Typ M machte). Darüber hinaus wurde festgestellt, dass alle zuvor entdeckten Sterne mit extrem geringer Metallizität in unserer Galaxie Umlaufbahnen haben, die sie im Allgemeinen weit in die galaktische Ebene führen.
Dieses neu entdeckte Sternensystem umkreist unsere Galaxie jedoch auf einer Kreisbahn (wie unsere Sonne), die relativ nahe an der Ebene bleibt. Diese Entdeckung stellt eine Reihe astronomischer Konventionen in Frage und eröffnet Astronomen auch einige sehr interessante Möglichkeiten.
Zum Beispiel haben Astronomen lange theoretisiert, dass die frühesten Sterne, die sich nach dem Urknall bilden (bekannt als Population III-Sterne), vollständig aus den grundlegendsten Elementen zusammengesetzt wären - d. H. Wasserstoff, Helium und kleine Mengen Lithium. Diese Sterne produzierten dann schwerere Elemente in ihren Kernen, die in das Universum freigesetzt wurden, als sie das Ende ihrer Lebensspanne erreichten und als Supernovae explodierten.
Die nächste Generation von Sternen, die gebildet werden sollte, bestand hauptsächlich aus denselben Grundelementen, nahm jedoch auch Wolken dieser schwereren Elemente der vorherigen Generation von Sternen in ihre Zusammensetzung auf. Diese Sterne schufen schwerere Elemente, die sie am Ende ihrer Lebensdauer freisetzten, und erhöhten mit jeder nachfolgenden Generation allmählich die Metallizität der Sterne im Universum.
Kurz gesagt, Astronomen glaubten bis Ende der neunziger Jahre, dass alle frühesten Sterne (die massiv und kurzlebig gewesen wären) lange ausgestorben sind. In den letzten Jahrzehnten wurden astronomische Simulationen durchgeführt, die gezeigt haben, dass massearme Sterne der frühesten Generation noch existieren könnten. Im Gegensatz zu Riesensternen können Zwerge mit geringer Masse (wie rote Zwerge) bis zu Billionen von Jahren leben.
Die Entdeckung dieses neuen ultra-metallarmen Sterns bestätigt nicht nur diese Möglichkeit, sondern zeigt auch, dass es in unserer Galaxie viel mehr Sterne geben könnte, die sehr geringe Massen und eine sehr geringe Metallizität aufweisen - was tatsächlich einige der allerersten Sterne des Universums sein könnten . Wie Schlaufman anzeigte:
„Wenn unsere Schlussfolgerung richtig ist, können Sterne mit geringer Masse existieren, deren Zusammensetzung ausschließlich das Ergebnis des Urknalls ist. Obwohl wir in unserer Galaxie noch kein solches Objekt gefunden haben, kann es existieren. “
Wenn dies zutrifft, könnten Astronomen kurz nach dem Urknall und vor dem Ende des „dunklen Zeitalters“ untersuchen, wie die Bedingungen waren. In dieser Zeit, die bis etwa 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall dauerte, begannen sich auch die frühesten Sterne und Galaxien zu bilden, die für unsere stärksten Teleskope jedoch immer noch nicht zugänglich sind. Aber mit Sternen, die aus dieser sehr frühen Phase der kosmischen Evolution stammen, haben Astronomen möglicherweise endlich ein Fenster in diese mysteriöse Epoche.
Genießen Sie dieses Video, das die Umlaufbahn von 2MASS J18082002–5104378 B um die Milchstraße mit freundlicher Genehmigung von JHU zeigt:
