Ein neu entdeckter roter Riesenstern ist ein Relikt aus dem frühen Universum - ein Stern, der möglicherweise zur zweiten Generation von Sternen gehört, die sich nach dem Urknall gebildet haben. Der Stern befindet sich in der etwa 290.000 Lichtjahre entfernten Zwerggalaxie Sculptor und hat eine bemerkenswert ähnliche chemische Zusammensetzung wie die ältesten Sterne der Milchstraße. Seine Anwesenheit stützt die Theorie, dass unsere Galaxie eine „Kannibalen“ -Phase durchlief, die durch das Verschlucken von Zwerggalaxien und anderen galaktischen Bausteinen auf ihre derzeitige Größe anstieg.
"Dieser Stern ist wahrscheinlich fast so alt wie das Universum selbst", sagte die Astronomin Anna Frebel vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Hauptautorin des Nature-Papiers, das über den Befund berichtet.
Zwerggalaxien sind kleine Galaxien mit nur wenigen Milliarden Sternen im Vergleich zu Hunderten von Milliarden in der Milchstraße. Im „Bottom-up-Modell“ der Galaxienbildung erreichten große Galaxien ihre Größe
Milliarden von Jahren durch die Aufnahme ihrer kleineren Nachbarn.
"Wenn Sie einen Zeitrafferfilm unserer Galaxie sehen würden, würden Sie einen Schwarm von Zwerggalaxien sehen, die wie Bienen um einen Bienenstock herumschwirren", erklärte Frebel. "Im Laufe der Zeit haben diese Galaxien zusammengeschlagen und ihre Sterne zu einer großen Galaxie vermischt - der Milchstraße."
Wenn Zwerggalaxien tatsächlich die Bausteine größerer Galaxien sind, sollten in beiden Arten von Galaxien die gleichen Arten von Sternen gefunden werden, insbesondere bei alten, „metallarmen“ Sternen. Für Astronomen sind „Metalle“ chemische Elemente, die schwerer als Wasserstoff oder Helium sind. Da es sich um Produkte der Sternentwicklung handelt, waren Metalle im frühen Universum selten, und daher sind alte Sterne in der Regel metallarm.
Alte Sterne im Heiligenschein der Milchstraße können extrem metallarm sein, wobei die Metallhäufigkeit 100.000-mal schlechter ist als in der Sonne, einem typischen jüngeren, metallreichen Stern. Umfragen in den letzten zehn Jahren haben
Es gelang jedoch nicht, solche extrem metallarmen Sterne in Zwerggalaxien aufzutauchen.
"Die Milchstraße schien Sterne zu haben, die viel primitiver waren als alle Sterne in einer der Zwerggalaxien", sagt Co-Autor Josh Simon von den Observatorien der Carnegie Institution. „Wenn Zwerg
Galaxien waren die ursprünglichen Bestandteile der Milchstraße, dann ist es schwer zu verstehen, warum sie keine ähnlichen Sterne haben würden. "
Das Team vermutete, dass die Methoden zum Auffinden metallarmer Sterne in Zwerggalaxien so voreingenommen waren, dass die Umfragen die metallarmsten Sterne verfehlten. Teammitglied Evan Kirby, ein Caltech
Der Astronom entwickelte eine Methode zur Schätzung der Metallhäufigkeit einer großen Anzahl von Sternen gleichzeitig, die es ermöglicht, effizient nach den metallarmsten Sternen in Zwerggalaxien zu suchen.
„Das war schwieriger als eine Nadel im Heuhaufen zu finden. Wir mussten eine Nadel in einem Nadelstapel finden “, sagte Kirby. "Wir haben Hunderte von Kandidaten sortiert, um unser Ziel zu finden."
Unter den Sternen, die er in der Zwerggalaxie des Bildhauers fand, befand sich ein schwacher Fleck der Größe 18 mit der Bezeichnung S1020549. Spektroskopische Messungen des Sternenlichts mit dem Magellan-Clay-Teleskop von Carnegie in Las Campanas, Chile, ergaben, dass die Metallhäufigkeit 6.000-mal niedriger ist als die der Sonne. Dies ist fünfmal niedriger als bei jedem anderen Stern, der bisher in einer Zwerggalaxie gefunden wurde.
Die Forscher maßen die Gesamtmetallhäufigkeit von S1020549 an Elementen wie Magnesium, Calcium, Titan und Eisen. Das allgemeine Häufigkeitsmuster ähnelt dem der alten Milchstraßensterne und unterstützt die Idee, dass sich diese galaktischen Sterne ursprünglich in Zwerggalaxien gebildet haben, erstmals beobachtend.
Die Forscher erwarten, dass weitere Suchen zusätzliche metallarme Sterne in Zwerggalaxien entdecken werden, obwohl die Entfernung und die Schwäche der Sterne eine Herausforderung für aktuelle optische Teleskope darstellen. Die nächste Generation extrem großer optischer Teleskope, wie das vorgeschlagene 24,5-Meter-Riesenmagellan-Teleskop, das mit hochauflösenden Spektrographen ausgestattet ist, wird ein neues Fenster für die Untersuchung des Wachstums von Galaxien durch die Chemie ihrer Sterne öffnen.
In der Zwischenzeit, sagt Simon, markiert die extrem geringe Metallhäufigkeit in der S1020549-Studie einen bedeutenden Schritt, um zu verstehen, wie unsere Galaxie zusammengesetzt wurde. „Die ursprüngliche Idee, dass der Heiligenschein der Milch
Der Weg, der durch die Zerstörung vieler Zwerggalaxien entstanden ist, scheint in der Tat richtig zu sein. “
Quelle: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
