Astronomer hevder å ta første glimt av primordiale stjerner


Noen av de første generasjon stjernene, hvis eksplosjoner pustet karbon, oksygen og andre elementer inn i universet, kan ha blitt glimt for første gang. Slike objekter er teoretisert til å være hundrevis av ganger større enn Solen, og består kun av uberørt hydrogen, helium og spor av litium igjen fra Big Bang. De ti

Noen av de første generasjon stjernene, hvis eksplosjoner pustet karbon, oksygen og andre elementer inn i universet, kan ha blitt glimt for første gang.

Slike objekter er teoretisert til å være hundrevis av ganger større enn Solen, og består kun av uberørt hydrogen, helium og spor av litium igjen fra Big Bang. De tidligste av dem dannet i løpet av de første hundre millioner årene av universet, og levde bare noen få millioner år før de eksploderte i supernovaer som la frøene til de mer elementrike stjernene som skulle komme. Men de har aldri blitt sett.

Nå tror astronomer at de har spilt en senblomstring av slike stjerner, i den klareste fjerntliggende galaksen som ennå er observert. Stjernene, sett som de var da universet var rundt 800 millioner år gammelt (bare 6% av dets nåværende alder), synes å være primordial i sammensetningen - men også å ha dannet seg nylig enn noen andre generasjons stjerner.

Hvis funnene er bekreftet, ville det bety at disse unnvikende monstrene er enklere å oppdage enn astronomer trodde. "Hittil har arbeid på disse stjernene vært helt teoretisk, " sier David Sobral, en astronom ved universitetet i Lisboa som ledet arbeidet. "For første gang begynner vi å få observasjoner som kan teste de mange teoriene om disse stjernene og begynne å forstå hvordan de dannet." Arbeidet er lagt ut på pre-print serveren arXiv, og har blitt akseptert for publisering i The Astrophysical Journal .

Galakser langt, langt unna
Å se disse gamle stjernene innebærer å observere svært fjerne galakser. Deres lys tar tusenvis av år for å nå oss, og så viser universet i sine tidligste dager. Men lyset er svakt, noe som gjør det vanskelig å få øye på. Den korte levetiden til de første stjernene, som dannet seg i relativt lavmassaskyer av gass og raskt kjørte kurset, gjør dem også vanskelige å finne.

Overraskelsesoppdagelsen dukket opp etter at Sobral og et internasjonalt team av astronomer gjorde et bredt feie av himmelen ved hjelp av Subaru-teleskopet på Mauna Kea på Hawaii. De brukte tre ytterligere teleskoper til å samle seg i spesielt lyse galakser, og fant et spennende signal fra en som de kalte COSMOS Redshift 7. (Navnet ble valgt for å få forkortelsen CR7 , etter kallenavnet til portugisisk fotballspiller Cristiano Ronaldo.)

Lyset fra lys fra CR7 viste tegn på ionisert helium, noe som antydet at kilden til lyset var ekstremt varmt. Ved slike temperaturer bør enhver karbon og oksygenpresentasjon også ha ionisert, sier Sobral. Men det var ingen tegn på disse elementene i lyset, som sterkt foreslo at det kom fra den første generasjonen av stjerner. Disse kalles Befolkning III stjerner, fordi de ble hypotetisert etter at astronomene hadde blitt vant til et klassifikasjonssystem som delte stjerner i to populasjoner.

Overraskende sted
Men galaksen er ikke hvor astronomer hadde forestilt seg at de ville finne universets tidligste stjerner. CR7 er også vert for andre generasjons stjerner, laget av materiale spyttet ut av døende første generasjons stjerner. Sobral og hans kolleger foreslår at de primordiale stjernene kan være sent utviklere, dannet av en sky av uberørt og uforurenset gass som ble forhindret i å kjøle og koalesere av varmen av sterk stråling fra tidligere blomstrende stjerner. "Vi tror vi ser den siste episoden av Population III stjernedannelse, " sier han.

De primordiale stjernene skal dukke opp i en stor og utviklet galakse, presenterer en utfordring for gruppens tolkning, men er sannsynligvis den minste eksotiske av mulige forklaringer for CR7s lyssignal, sier Naoki Yoshida, astrofysiker ved Tokyo-universitetet. Ytterligere observasjoner av galaksen vil være nødvendig for å utelukke andre muligheter, innrømme forfatterne. Et alternativ, at utslippet kommer fra et supermassivt svart hull som dannet direkte fra sammenbruddet av en uberørt gassglass, ville faktisk være "enda mer spektakulær", legger Sobral til.

Inntil nå har mange astronomer trodd at seende at den første generasjonen av stjerner ville ta et instrument som NASAs James Webb Space Telescope, som forventes å koste nesten 9 milliarder dollar, skal planlegges å lansere i 2018 og ha kraften til å se nærmere tilbake i tid enn noen tidligere instrument. Men hvis Sobral og hans kolleger har rett, kan det være mulig å se primordiale stjerner med eksisterende teleskoper. Faktisk har likte sterke galakser blitt identifisert som potensielle kandidater, legger Sobral til. "Vi kan allerede se på dem."

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse og ble publisert første gang 18. juni 2015.