Det menes, at de første stjerner blev dannet omkring 100 millioner år efter Big Bang fra
"Galaktisk arkæologi" henviser til undersøgelsenstjerner fra anden generation for at lære om de første stjerners fysiske karakteristika, som forsvandt bare titusindvis af år efter Big Bang. Som en del af studiet af beregningsfysik blev svage supernovaer af metalfrie første stjerner simuleret for første gang, hvilket gjorde det muligt at afsløre mønstrene af kulstofoverflod til stjernedannelse. Et stykke af densitets-, temperatur- og kulstofindholdet til 13-solmassens stamfadermodel til tider (fra venstre mod højre) 0,41, 15,22 og 29,16 millioner år efter en supernovaeksplosion i en kasse med en side på 2 kpc. Kredit: Chiaki et al.
Da de første metalfrie stjerner kollapsede ogeksploderede og omdannede til supernovaer, de dannede tungere grundstoffer som kulstof. Dette gav anledning til en ny generation af stjerner. En type anden generation af stjerner kaldes EMP-stjerner (high carbon lean metal). For astrofysikere er de som fossiler. Deres sammensætning afspejler nukleosyntese eller fusion af tungere elementer fra de første stjerner.
"Vi kan få resultater fra indirektemålinger for at udlede massefordelingen af metalfri stjerner fra de elementære overflod af metalfattige stjerner,” forklarer Gen Chiaki, en postdoktor ved Center for Relativistisk Astrofysik ved Georgia Institute of Technology.
Chiaki er hovedforfatter af undersøgelsen, der var banebrydende for svage supernovaer af metalfrie første stjerner. Hans arbejde giver endelig forskere en teoretisk forståelse af deres dannelse.
En animation, der viser processen med kulstofberigelse ogjern fra en førstegenerations supernova med en masse på 50 solmasser. Fire paneler viser densitet, temperatur, kulstof- og jernindhold. For det første spredes metallerne næsten sfærisk i det omkringliggende område (<14 millioner år efter eksplosionen). Metallerne udvider sig derefter i vandret retning, mens ekspansionen stopper i vertikal retning. Til sidst vender metallerne tilbage til den centrale region, hvor den næste generation af stjerner dannes. Kredit: Chiaki et al.
Denne form for forskning er en del af feltetkaldet "galaktisk arkæologi". Forskere sammenligner dette med at søge under jorden for artefakter, der fortæller om arten af samfund, der er gået langt væk. For astrofysikere kan karakteren af langt uddøde stjerner bestemmes af deres forstenede rester.
"Vi kan ikke se det allerførstegenerationer af stjerner,” forklarer studiemedforfatter John Wise, assisterende professor ved Center for Relativistisk Astrofysik ved Georgia Institute of Technology. "Det er vigtigt at se på disse 'levende fossiler' fra det tidlige univers. De har "fingeraftryk" fra de første stjerner - kemikalier, der blev dannet i supernovaer fra de første stjerner."
Animationen viser en varm boble skabt afen simuleret supernova på 50 solmasser i tusind lysårsskala. I midten dannes der en tæt gassky igen som et resultat af tyngdekraftkompression. Skyen kan forstørres op til flere astronomiske enheder. I den mest centrale region er tætte klynger stjernernes embryoner. Animationen viser, at eksplosioner af supernovaer kan forårsage kulstofstjerner. Kredit: Chiaki et al.
Den simulering, som forskerne har lavet, tillader detse, hvor metaller kommer fra, og hvordan de første stjerner og deres supernovaer faktisk påvirker disse fossiler, der har overlevet den dag i dag.
Formålet med denne forskning udført af videnskabsmænd er at finde ud af detoprindelsen af grundstoffer som kulstof, ilt og calcium. De er koncentreret i gentagne stofcyklusser mellem det interstellare medium og stjernerne. "Vores kroppe og vores planet er lavet af kulstof og ilt, nitrogen og calcium. Vores arbejde er meget vigtigt for at finde ud af oprindelsen af disse elementer, som udgør mennesker,” slutter forfatteren af undersøgelsen.
Husk Carl Sagan, amerikansk astrofysikerog en exobiolog sagde han tilbage i forrige århundrede, at fosfor i menneskets DNA og jern i hans blod kommer fra "stjernemateriale."
Læs også
Den årlige mission i Arktis er afsluttet, og dataene er skuffende. Hvad venter menneskeheden?
Se den nye Hummer overvinde forhindringer på vejen, bevæge sig som en krabbe
På sygdom 3 mister de fleste COVID-19 patienter deres lugtesans og lider ofte af en løbet næse