Man geht davon aus, dass sich die ersten Sterne etwa 100 Millionen Jahre später gebildet habennach dem Urknall von
"Galaktische Archäologie" bezieht sich auf die StudieSterne der zweiten Generation, um die physikalischen Eigenschaften der ersten Sterne kennenzulernen, die nur zig Millionen Jahre nach dem Urknall verschwanden. Im Rahmen des Studiums der Computerphysik wurden erstmals schwache Supernovae metallfreier Erststerne simuliert, die es ermöglichten, die Muster der Kohlenstoffhäufigkeit für die Sternentstehung aufzudecken. Ein Ausschnitt aus Dichte, Temperatur und Kohlenstoffgehalt für das Vorläufermodell mit 13 Sonnenmassen zu Zeiten (von links nach rechts) 0,41, 15,22 und 29,16 Millionen Jahre nach einer Supernova-Explosion in einer Box mit einer Seite von 2 kpc. Bildnachweis: Chiaki et al.
Als die ersten metallfreien Sterne zusammenbrachen undexplodierten und verwandelten sich in Supernovae. Sie bildeten schwerere Elemente wie Kohlenstoff. Dies führte zu einer neuen Generation von Sternen. Eine Art von Sternen der zweiten Generation wird als EMP-Sterne (High Carbon Lean Metal) bezeichnet. Für Astrophysiker sind sie wie Fossilien. Ihre Zusammensetzung spiegelt die Nukleosynthese oder Fusion schwererer Elemente der ersten Sterne wider.
"Wir können die Ergebnisse indirekter Messungen erhalten, um die Massenverteilung metallfreier Sterne aus der Elementhäufigkeit von sternen mit niedrigem Metallgehalt abzuleiten", erklärtGen Chiaki, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Zentrum für relativistische Astrophysik , Georgia Institute of Technology
Chiaki ist der Hauptautor der Studie, die zum ersten Mal schwache Supernovae metallfreier erster Sterne modellierte. Seine Arbeit gibt Wissenschaftlern endlich ein theoretisches Verständnis ihrer Entstehung.
Die Animation zeigt den Prozess der Anreicherung von Kohlenstoff und Eisen aus einer Supernova der ersten Generation mit einer Masse von 50 Sonnenmassen.Die vier Tafeln zeigen Dichte, Temperatur, Kohlenstoff- und Eisengehalt.Zunächst sind die Metalle fast kugelförmig (<14 Millionen Jahre) in der Umgebung verstreutDie Metalle dehnen sich dann horizontal aus, während die Ausdehnung in vertikaler Richtung stoppt.Schließlich kehren die Metalle in die Zentralregion zurück, wo sich die nächste Generation von Sternen bildet.Bildnachweis: Chiaki, et al
Diese Art der Forschung ist Teil des Feldesgenannt "galaktische Archäologie". Wissenschaftler vergleichen dies mit der Suche im Untergrund nach Artefakten, die über die Natur längst vergangener Gesellschaften berichten. Für Astrophysiker kann die Natur lang ausgestorbener Sterne durch ihre versteinerten Überreste bestimmt werden.
"Wir können die allerersten Generationen von Sternen nicht sehen", erklärt der Co-Autor der Studie, John Wise, AssistenzprofessorZentrum für relativistische Astrophysik der Georgia Tech. Es ist wichtig, sich diese "lebenden Fossilien" aus dem frühen Universum anzusehen .Sie haben die 'Fingerabdrücke' der ersten Sterne – Chemikalien, die sich in Supernovae aus den ersten Sternen gebildet haben ."
Die Animation zeigt eine heiße Blase, die von erstellt wurdeeine simulierte Supernova von 50 Sonnenmassen auf einer Skala von Tausenden von Lichtjahren. In der Mitte bildet sich durch Gravitationskompression wieder eine dichte Gaswolke. Die Wolke kann auf mehrere astronomische Einheiten vergrößert werden. In der zentralsten Region sind dichte Cluster die Embryonen von Sternen. Die Animation zeigt, dass Supernova-Explosionen zur Bildung von Kohlenstoffsternen führen können. Bildnachweis: Chiaki et al.
Die Simulationen, die die Wissenschaftler erstellt haben, erlauben es uns zu sehen, woher die Metalle kommen und wie sich die ersten Sterne und ihre Supernovae tatsächlich auswirkenzu diesen Fossilien, die "bis heute überlebt haben".
Ziel dieser Forschung ist es, den Ursprung von Elementen wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Kalzium herauszufinden.Sie konzentrieren sich in sich wiederholenden Materiezyklen zwischen dem interstellaren Medium und den Sternen. Unser Körper und unser Planet bestehen ausUnsere Arbeit ist sehr wichtig, um den Ursprung dieser Elemente herauszufinden, aus denen sich Menschen", so das Fazit des Autors der Studie.
Carl Sagan, ein amerikanischer Astrophysiker und Exobiologe, sagte im letzten Jahrhundert, dass PhosphorIn der menschlichen DNA stammt das Eisen in ihrem Blut aus "Sternenmaterial".
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