Відповідно до сучасних космологічних моделей, Всесвіт розпочався з катаклізму, відомого як Великий вибух. Це відбулося приблизно 13,8 мільярда років тому, за ним пішов період розширення та похолодання. За цей час утворилися перші атоми водню у вигляді поєднаних протонів та електронів, і народилися основні сили фізики. Потім, приблизно через 100 мільйонів років після Великого вибуху, почали утворюватися перші зірки та галактики.
Утворення перших зірок було також тим, що дозволило створити більш важкі елементи, а отже і формування планет і всього життя, як ми це знаємо. Однак дотепер те, як і коли цей процес відбувався багато в чому теоретично, оскільки астрономи не знали, де можна знайти найстаріші зірки в нашій галактиці. Але завдяки новому дослідженню команди іспанських астрономів ми, можливо, щойно знайшли найдавнішу зірку на Чумацькому Шляху!
Дослідження під назвою "J0815 + 4729: Хімічно примітивна карликова зірка в галактичному ореолі, що спостерігається за Гран Телескопіо Канаріями", нещодавно з'явилася в Листи до астрофізичного журналу. Команда під керівництвом Девіда С. Агуадо з Інституту астрофізики де Канарі (IAC) включала членів з університету Ла Лагуна та Іспанської національної ради досліджень (CSIC).
Ця зірка розташована приблизно в 7500 світлових років від Сонця і була знайдена в ореолі Чумацького Шляху вздовж лінії зір до сузір'я Лінкс. Відома як J0815 + 4729, ця зірка все ще знаходиться в своїй основній послідовності і має низьку масу (близько 0,7 сонячних мас), хоча група дослідників вважає, що у неї температура поверхні, яка приблизно на 400 градусів гарячіша - 6,215 К (5942 ° C; 10 727 ° F) порівняно з 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Заради свого дослідження команда шукала зірку, яка виявляла ознаки бідності на металі, що вказувало б на те, що воно було в його основній послідовності дуже давно. Команда спочатку обрала J0815 + 4729 з Sloan Digital Sky Survey-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (SDSS-III / BOSS), а потім провела подальші спектроскопічні дослідження для визначення його складу (а отже, і його віку).
Це було зроблено за допомогою спектрограми та системи візуалізації проміжного диспергування (ISIS) на телескопі Вільяма Гершеля (WHT) та оптичної системи для візуалізації та інтегрованої спектроскопії низького проміжного дозволу (OSIRIS) на Gran Telescopio de Canarias (GTC), обидва які знаходяться на обсерваторії дель Роке де лос Мухачос на острові Ла-Пальма.
Відповідно до того, що прогнозує сучасна теорія, зірка була знайдена в галактичному ореолі - розширеному компоненті нашої галактики, що сягає за межі галактичного диска (видима частина). Саме в цьому регіоні, як вважають, найдавніші зірки та найбідніші метали зірки знаходяться у галактиках, тому команда була впевнена, що тут знайдеться зірка, що датується ранньою Всесвітом.
Як пояснив у прес-релізі МАК Джонай Гонсалес Ернандес - професор університету Ла-Лагуна, член IAC та співавтор:
"Теорія передбачає, що ці зірки могли використовувати матеріал перших наднових, прародителями яких були перші масивні зірки в галактиці, приблизно через 300 мільйонів років після Великого вибуху. Незважаючи на свій вік і віддаленість від нас, ми все ще можемо спостерігати його ».
Спектри, отримані як інструментами ISIS, так і OSIRIS, підтвердили, що зірка бідна металами, що свідчить про те, що J0815 + 4729 містить лише мільйонну частину кальцію та заліза, що містять Сонце. Крім того, команда також помітила, що зірка має більший вміст вуглецю, ніж наше Сонце, що становить майже 15% відсотків її сонячної кількості (тобто відносне достаток її елементів).
Коротше кажучи, J0815 + 4729 може бути найзручнішою із заліза і вуглецевою зіркою, відомою в даний час астрономам. Більше того, знайти це було досить складно, оскільки зірка одночасно слабка світністю і була похована у величезній кількості архівних даних SDSS / BOSS. Як зазначив Карлос Альенде Пріето, інший дослідник ІАС та співавтор статті:
«Ця зірка була захована в базу даних проекту BOSS, серед мільйона зоряних спектрів, які ми проаналізували, що вимагає значних спостережливих та обчислювальних зусиль. Потрібна спектроскопія високої роздільної здатності на великих телескопах для виявлення хімічних елементів у зірці, що може допомогти нам зрозуміти перші наднові та їхніх попередників ».
Найближчим часом команда прогнозує, що спектрографи наступного покоління можуть дати можливість подальших досліджень, які б розкрили більше про хімічну кількість зірки. До таких інструментів належить спектрограф високої роздільної здатності HORS, який зараз знаходиться на випробувальній фазі на Гран Телескопіо Канаріях (GTC).
«Виявлення літію дає нам важливу інформацію, пов’язану з нуклеосинтезом Великого вибуху», - сказав Рафаель Реболо, директор IAC та співавтор статті. "Ми працюємо над спектрографом високої роздільної здатності та широкого спектрального діапазону, щоб виміряти детальний хімічний склад зірок з унікальними властивостями, такими як J0815 + 4719."
Ці майбутні дослідження, безумовно, є благом для астрономів та космологів. Окрім того, що вони могли б вивчити зірки, які утворилися, коли Всесвіт ще був у зародковому стані, вони могли дати нове розуміння ранніх стадій Всесвіту, утворення перших зірок та властивостей перших наднових. Іншими словами, вони поставлять нас на крок ближче, щоб дізнатися, як всесвіт, як ми знаємо, формується та розвивається.
