Astronomowie z Uniwersytetu w Notre Dame zidentyfikowali gwiazdy drugiej generacji, które mogą rzucić sporo światło na naturę pierwszych gwiazd we Wszechświecie.
Podklasa wzbogaconych w węgiel, ubogich w metale gwiazd (CEMP, ang. carbon-enhanced metal-poor), tak zwanych gwiazd CEMP-no to klasa starych gwiazd charakteryzujących się dużą ilością węgla przy jednoczesnym wyraźnym braku innych metali powszechnie występujących w gwiazdach późniejszych generacji. Masywne gwiazdy pierwszej generacji zbudowane z czystego wodoru i helu produkowały i emitowały cięższe pierwiastki w postaci wiatru gwiezdnego w trakcie swojego życia, a następnie w eksplozjach supernowych. Te metale – czyli w gwarze astronomicznej wszystkie pierwiastki cięższe od helu – zanieczyszczały pobliskie obłoki gazu, z których później powstawały nowe gwiazdy.
Jinmi Yoon wraz z Timothy Beersem i Viniciusem Placco i współpracownikami wykazali w artykule opublikowanym w tym tygodniu w periodyku Astrophysics Journal, że gwiazdy o najniższej metaliczności, najbardziej prymitywne pod względem chemicznym to w dużej części gwiazdy CEMP. Natomiast gwiazdy CEMP-no – czyli te spośród nich, które są bogate w azot i tlen – najprawdopodobniej powstały z obłoków gazu wodorowo-helowego zanieczyszczonego przez pierwiastki wyemitowane przez pierwsze gwiazdy we Wszechświecie.
„Gwiazdy CEMP-no, które możemy obserwować dzisiaj, a przynajmniej wiele z nich, powstały wkrótce po Wielkim Wybuchu, 13,5 miliardów lat temu, z niemal całkowicie niezanieczyszczonego gazu,” mówi Yoon. „Te gwiazdy, znajdujące się w halo naszej galaktyki, to prawdziwe gwiazdy drugiej generacji – powstałe z produktów nukleosyntezy zachodzącej w pierwszych gwiazdach we Wszechświecie.”
Beers uważa, że mało prawdopodobne jest, aby teraz istniały jeszcze pierwsze gwiazdy, jednak wiele o nich możemy dowiedzieć się szczegółowo badając gwiazdy drugiej generacji.
„Analizujemy produkty pierwszych gwiazd poprzez badanie gwiazd drugiej generacji. Możemy wykorzystać te informacje, aby dowiedzieć się w jaki sposób powstały pierwsze pierwiastki cięższe od wodoru i helu i jaki był rozkład mas pierwszych gwiazd we Wszechświecie. Jeżeli dowiemy się jakimi masami się charakteryzowały, będziemy w stanie stworzyć modele powstawania i ewolucji pierwszych gwiazd.”
W ramach swoich badań astronomowie wykorzystali dane spektroskopowe wysokiej rozdzielczości do zmierzenia składu chemicznego około 300 gwiazd znajdujących się w halo Drogi Mlecznej. W toku ewolucji gwiazdy zawierały coraz więcej i coraz cięższych pierwiastków, gdyż każda kolejna generacja gwiazd wzbogacała gaz i pył, z którego powstawały kolejne generacje gwiazd. Dlatego też, im więcej w gwieździe metali, tym później musiała powstać. Nasze Słońce jest stosunkowo młode – jego wiek szacuje się na 4.5 miliarda lat.
Źródło: University of Notre Dame