شواهدی از وجود ستاره های اولیه در آغاز جهان کشف شد

بررسی محققان نشان می دهد ستاره های اولیه ممکن است زمانی پدیدار شده باشند که کیهان تنها 100 میلیون سال سن داشته است یعنی کمتر از 1 درصد سن کنونی آن.

به گزارش تک ناک،از آن زمان، انبساط سریع فضا نور ستاره های اولیه را به سمت فراموشی کشانده است و ما را به جستجوی سرنخ هایی در مورد وجود آنها در منابع کیهانی نزدیکتر به زمین واداشته است.

محققان ژاپنی، استرالیایی و ایالات متحده با تجزیه و تحلیل نور پدیدار شده از ابرهای اطراف یک اختروش دوردست دریافتند که “ترکیب مشخصی از عناصر سنگین” می تواند تنها از یک منبع آمده باشد: ابرنواختر عظیم یک ستاره نسل اول.
همه ستارگانی که می توانیم مشاهده کنیم، بسته به سنشان به دو دسته جمعیت I یا جمعیت II طبقه بندی می شوند. ستارگان جمعیت I جوانتر هستند و حاوی عناصر سنگین تری هستند، در حالی که ستارگان جمعیت II پیرتر با عناصر سنگین کمتری هستند.
ستاره های اولیه ( که به عنوان جمعیت III توصیف می شود) قدیمی تر هستند، فواصل کیهانی وجود آنها را به خوبی از دید بهترین فناوری های ما دور می کند. برای آنکه بفهمیم آنها چه شکلی هستند ما فقط می توانیم تئوری سازی کنیم.

برداشت هنرمند نشان می دهد که یک ستاره جمعیت III که 300 برابر جرم بیشتری از خورشید ما دارد به عنوان یک ابرنواختر ناپایدار جفت منفجر می شود. — تصویر ساختگی نشان می دهد که یک ستاره جمعیت III که 300 برابر جرم بیشتری از خورشید ما دارد به عنوان یک جفت ابرنواختر ناپایدار منفجر می شود.

دانشمندان فکر میکنند ستاره های اولیه فوق العاده داغ،درخشان و پرجرم بوده اند. صدها برابر از خورشید ما سنگین تر.
ستارگان جمعیت III کاملاً از ساده‌ترین گازها تشکیل شده بودند زیرا سابقه ای از رویداد های کیهانی که منجر به تولید عناصر سنگین تر از لیتیوم می شوند هنوز وجود ندارد. در آن زمان، تنها مواد موجود در کیهان هیدروژن، هلیوم و کمی لیتیوم بودند که در گازهای اولیه به جا مانده از انفجار بزرگ یافت شده اند. تنها زمانی که اولین ستاره‌ها با دمای بسیار بالا از هم فروپاشیدند، عناصر سنگین‌تری امکان به وجود آمدن داشتند.

ستارگان اولیه احتمالاً زندگی خود را با تشکیل ابرنواخترهای جفت ناپایدار به پایان رسانده اند، تشکیل یک نوع تئوریک ابرنواختر فقط با چنین ستارگان عظیمی امکان پذیر است. بر خلاف دیگر ابرنواخترها، تشکیل این نوع نواختر هیچ بقایای ستاره ای مانند یک ستاره نوترونی یا سیاه چاله باقی نمی گذارد، در عوض به صورت یک ابر در حال انبساط منفجر می شود و همه چیز را به بیرون پرتاب می کند.

این انفجار ممکن است فضای بین ستاره‌ای باستانی را با عناصر سنگینی که برای شکل‌گیری سیارات صخره‌ای مانند سیاره ما مورد نیاز است، بذر پاشی کرده باشد بنابراین این یک تأثیر خالص مثبت است.

با این حال، برای ستاره شناسان روی زمین که اکنون امیدوارند در مورد ستارگان جمعیت III بیاموزند، نور ناشی از آن انفجارهای بزرگ باستانی در دوردست ها محو شده است و چیزی بیش از یک ابر پراکنده حاوی ترکیبات پیچیده ای از عناصر باقی نمانده است.

با توجه به زمان، این ابر پراکنده حاوی مواد ترکیبی ممکن است خود به چیزی جدید تبدیل شود. برای یافتن نشانه‌هایی از چنین غلظتی از غبار ستاره‌ای، نویسندگان مطالعه جدید از داده‌های طیف‌نگار مادون قرمز نزدیک از یکی از دوردست‌ترین اختروش‌های شناخته‌شده ، نوعی هسته فعال کهکشانی یا مرکز بسیار درخشان یک کهکشان جوان استفاده کردند.

محققان خاطرنشان می کنند که نور این اختروش 13.1 میلیارد سال قبل از رسیدن به زمین در فضا در حال عبور بوده است، یعنی ما این اختروش را در زمانی که کیهان تنها 700 میلیون سال سن داشته است، می بینیم.
طیف‌نگار ابزاری است که نور یک جرم آسمانی را دریافت و آن را به طول موج‌های تشکیل‌دهنده آن تقسیم می‌کند. این ابزار می تواند مشخص کند که کدام عناصر در یک شیء آسمانی دور وجود دارد، اگرچه جمع آوری این اطلاعات همیشه آسان نیست.

نویسندگان اشاره می‌کنند که روشنایی خطوط در طیف‌های نجومی می‌تواند به عواملی غیر از فراوانی یک عنصر وابسته باشد، که ممکن است تلاش‌ها برای شناسایی عناصر خاص را پیچیده کند.
با این حال، دو تن از نویسندگان این مطالعه – اخترشناسان یوزورو یوشی و هیرواکی سامشیما، هر دو از دانشگاه توکیو قبلاً ترفندی برای حل این مشکل درنظر گرفته بودند.
روش آنها، که شامل استفاده از شدت طول موج برای تخمین انتشار عناصر اختروش است، به تیم تحقیقاتی اجازه داد تا ترکیب ابرهای اطراف این اختروش را تجزیه و تحلیل کنند.
این تجزیه و تحلیل نشان داد که در مقایسه با خورشید ما که 10 برابر آهن بیشتری نسبت به منیزیم دارد، نسبت کمی از منیزیم به آهن در ابرها وجود دارد. به گفته محققان، این یک سرنخ بود که نشان می‌دهد این ماده از انفجار یک ستاره نسل اول است.