Kaasaegsete kosmoloogiliste mudelite järgi sai Universum alguse kataklüsmiüritusest, mida tuntakse Suure Paugu nime all. See leidis aset umbes 13,8 miljardit aastat tagasi ning sellele järgnes laienemis- ja jahenemisperiood. Selle aja jooksul moodustusid prootonite ja elektronidena esimestena vesinikuaatomid ja sündisid füüsika põhijõud. Siis, umbes 100 miljonit aastat pärast Suurt Pauku, hakkasid moodustuma esimesed tähed ja galaktikad.
Esimeste tähtede moodustumine võimaldas luua ka raskemaid elemente ning seetõttu moodustada planeete ja kogu elu, nagu me seda teame. Seni on aga see, kuidas ja millal see protsess aset leidis, olnud enamasti teoreetiline, kuna astronoomid ei teadnud, kus meie galaktika vanimad tähed asuvad. Kuid tänu Hispaania astronoomide meeskonna uuele uuringule võisime just leida Linnutee vanima tähe!
Uuring pealkirjaga “J0815 + 4729: keemiliselt primitiivne kääbustäht galaktikas Halo, mida täheldati Gran Telescopio Canarias abil” ilmus hiljuti Astrofüüsika ajakirjade kirjad. Juhatas David S. Aguado Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), meeskonda kuulusid La Laguna ülikooli ja Hispaania riikliku teadusnõukogu (CSIC) liikmed.
See täht asub Päikesest umbes 7500 valgusaasta kaugusel ja leiti Linnutee halodest mööda Lynxi tähtkuju vaatepunkti. Tuntud kui J0815 + 4729, on see täht endiselt oma põhijärjestuses ja väikese massiga (umbes 0,7 päikesemassi), kuigi uurimisrühma hinnangul on selle pinnatemperatuur umbes 400 kraadi kuumem - 6 215 K (5942 °). C; 10,727 ° F), võrreldes 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Uuringute huvides otsis meeskond tähte, mis näitas metallivaesuse märke, mis osutaks, et see on olnud oma põhijärjestuses väga pikka aega. Meeskond valis kõigepealt J0815 + 4729 Sloan Digital Sky Survey-III Baryoni ostsillatsiooni spektroskoopilise uuringu hulgast (SDSS-III / BOSS) ja viis seejärel läbi spektroskoopilised järeluuringud, et teha kindlaks selle koostis (ja seega ka vanus).
Selleks kasutati William Herscheli teleskoobis (WHT) keskmist dispersioonspektrograafi ja kujutussüsteemi (ISIS) ning kujutise tegemise ja madala keskmise eraldusvõimega integreeritud spektroskoopia optilist süsteemi (OSIRIS) Gran Telescopio de Canarias (GTC), mõlemad mis asuvad La Palma saare vaatluskeskuses Roque de los Muchachos.
Kooskõlas tänapäevase teooria ennustusega leiti täht galaktilisest halo - meie galaktika laiendatud komponendist, mis ulatub kaugemale galaktilisest kettast (nähtav osa). Arvatakse, et just selles piirkonnas leitakse galaktikates vanimaid ja metallivaesemaid tähti, mistõttu oli meeskond kindel, et siit leitakse juba varase universumi juurest pärit täht.
Nagu Jonay González Hernández - La Laguna ülikooli professor, IAC liige ja paberil kirjutatud kaasautor - selgitas IAC pressiteates:
“Teooria ennustab, et need tähed võiksid kasutada materjali esimestest supernoovadest, mille eellastest olid esimesed massilised tähed galaktikas, umbes 300 miljonit aastat pärast Suurt Pauku. Vaatamata vanusele ja kaugusele meist võime seda siiski jälgida. ”
Nii ISISe kui ka OSIRISi instrumentide abil saadud spektrid kinnitasid, et täht oli metallivaene, mis näitab, et J0815 + 4729 sisaldab ainult üks miljon kaltsiumi ja rauda, mida Päike sisaldab. Lisaks märkas meeskond ka seda, et tähe süsinikusisaldus on suurem kui meie Päikesel, moodustades peaaegu 15% protsenti tema päikese arvukusest (s.o selle elementide suhteline arvukus).
Lühidalt, J0815 + 4729 võib olla kõige rauavaesem ja süsinikurikkaim täht, mida astronoomid praegu teavad. Pealegi oli selle leidmine üsna keeruline, kuna tähe heledus on nõrk ja ta maeti tohutu hulga SDSS / BOSS arhiiviandmete hulka. Nagu teine IAC-i uurija ja paberil olnud kaasautor Carlos Allende Prieto märkis:
„See täht oli BOSS-i andmebaasi kantud miljonite uuritud tähespektrite hulka, mis nõuavad märkimisväärset vaatlemist ja arvutamist. Tähe keemiliste elementide tuvastamiseks on vaja suure eraldusvõimega spektroskoopiat suurtel teleskoopidel, mis aitab meil mõista esimesi supernoove ja nende eelkäijaid. ”
Lähitulevikus ennustab meeskond, et järgmise põlvkonna spektrograafid võimaldavad edasisi uuringuid, mis paljastaksid rohkem tähe keemiliste arvukuste kohta. Selliste instrumentide hulka kuulub HORS kõrgresolutsiooniga spektrograaf, mis on praegu Gran Telescopio Canarias (GTC) katsefaasis.
"Liitiumi tuvastamine annab meile üliolulist teavet Suure Paugu nukleosünteesi kohta," ütles Rafael Rebolo, IAC direktor ja paberi kaasautor. "Töötame kõrge eraldusvõimega ja laia spektriga spektrograafil, et mõõta selliste unikaalsete omadustega tähtede nagu J0815 + 4719 täpset keemilist koostist."
Need tulevased uuringud on kindlasti abiks astronoomidele ja kosmoloogidele. Lisaks sellele, et neil on võimalus uurida tähti, mis moodustusid siis, kui Universum oli alles lapsekingades, võiksid nad anda uue ülevaate ka universumi varajastest staadiumitest, esimeste tähtede moodustumisest ja esimeste supernoovade omadustest. Teisisõnu, nad aitaksid meil sammu lähemale, et teada saada, kuidas universum sellisena, nagu me seda teame, moodustas ja arenes.
