Πιστεύεται ότι τα πρώτα αστέρια σχηματίστηκαν περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη
Η «Γαλαξιακή Αρχαιολογία» αναφέρεται στη μελέτηαστέρια της δεύτερης γενιάς για να μάθουν για τα φυσικά χαρακτηριστικά των πρώτων αστεριών, τα οποία εξαφανίστηκαν μόλις δεκάδες εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Στο πλαίσιο της μελέτης της υπολογιστικής φυσικής, οι εξασθενημένοι υπερκαινοφανείς πρώτοι αστέρες χωρίς μέταλλα προσομοιώθηκαν για πρώτη φορά, γεγονός που κατέστησε δυνατή την αποκάλυψη των προτύπων αφθονίας άνθρακα για το σχηματισμό αστεριών. Ένα κομμάτι της πυκνότητας, της θερμοκρασίας και του περιεχομένου άνθρακα για το μοντέλο προγόνων 13-ηλιακής μάζας κατά καιρούς (από αριστερά προς τα δεξιά) 0,41, 15,22 και 29,16 εκατομμύρια χρόνια μετά από έκρηξη σουπερνόβα σε κουτί με πλευρά 2 kpc. Πίστωση: Chiaki et al.
Όταν τα πρώτα αστέρια χωρίς μέταλλο κατέρρευσε καιεξερράγη, μετατράπηκε σε σουπερνόβα, σχημάτισαν βαρύτερα στοιχεία όπως ο άνθρακας. Αυτό οδήγησε σε μια νέα γενιά αστεριών. Ένας τύπος αστεριών δεύτερης γενιάς ονομάζεται αστέρια άπαχου μετάλλου υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (EMP). Για τους αστροφυσικούς, είναι σαν απολιθώματα. Η σύνθεσή τους αντανακλά τη νουκλεοσύνθεση ή τη σύντηξη βαρύτερων στοιχείων των πρώτων άστρων.
«Μπορούμε να έχουμε αποτελέσματα από έμμεσαμετρήσεις για την εξαγωγή της κατανομής μάζας των αστεριών χωρίς μέταλλα από τη στοιχειακή αφθονία των φτωχών σε μέταλλο αστέρια», εξηγεί ο Gen Chiaki, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Κέντρο Σχετικιστικής Αστροφυσικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια.
Ο Chiaki είναι ο κύριος συγγραφέας της μελέτης που πρωτοστάτησε στους εξασθενημένους σουπερνόβα των πρώτων αστέρων χωρίς μέταλλο. Το έργο του δίνει τελικά στους επιστήμονες μια θεωρητική κατανόηση του σχηματισμού τους.
Ένα κινούμενο σχέδιο που δείχνει τη διαδικασία εμπλουτισμού άνθρακα καισίδηρο από ένα σουπερνόβα πρώτης γενιάς με μάζα 50 ηλιακών μαζών. Τέσσερα πάνελ δείχνουν πυκνότητα, θερμοκρασία, περιεκτικότητα σε άνθρακα και σίδηρο. Πρώτον, τα μέταλλα διασκορπίζονται σχεδόν σφαιρικά στη γύρω περιοχή (<14 εκατομμύρια χρόνια μετά την έκρηξη). Στη συνέχεια, τα μέταλλα διαστέλλονται προς την οριζόντια κατεύθυνση ενώ η διαστολή σταματά στην κατακόρυφη κατεύθυνση. Τελικά, τα μέταλλα επιστρέφουν στην κεντρική περιοχή, όπου σχηματίζεται η επόμενη γενιά αστεριών. Credit: Chiaki et al.
Αυτό το είδος έρευνας είναι μέρος του πεδίουονομάζεται «γαλαξιακή αρχαιολογία». Οι επιστήμονες το συγκρίνουν με την αναζήτηση υπόγειων αντικειμένων που λένε για τη φύση των κοινωνιών που έχουν ήδη φύγει. Για τους αστροφυσικούς, η φύση των μακρών εξαφανισμένων αστεριών μπορεί να προσδιοριστεί από τα απολιθωμένα κατάλοιπά τους.
«Δεν μπορούμε να δούμε το πρώτογενιές αστεριών», εξηγεί ο συν-συγγραφέας της μελέτης John Wise, επίκουρος καθηγητής στο Κέντρο Σχετικιστικής Αστροφυσικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια. «Είναι σημαντικό να δούμε αυτά τα «ζωντανά απολιθώματα» από το πρώιμο Σύμπαν. Έχουν τα «δακτυλικά αποτυπώματα» των πρώτων αστεριών—χημικές ουσίες που σχηματίστηκαν σε σουπερνόβα από τα πρώτα αστέρια».
Το κινούμενο σχέδιο δείχνει μια καυτή φούσκα που δημιουργήθηκε απόμια προσομοιωμένη σουπερνόβα 50 ηλιακών μαζών σε κλίμακα χιλιάδων ετών φωτός. Στο κέντρο, ένα πυκνό νέφος αερίου σχηματίζεται ξανά ως αποτέλεσμα της βαρυτικής συμπίεσης. Το νέφος μπορεί να μεγεθυνθεί σε αρκετές αστρονομικές μονάδες. Στην πιο κεντρική περιοχή, τα πυκνά σμήνη είναι τα έμβρυα των αστεριών. Το κινούμενο σχέδιο δείχνει ότι οι εκρήξεις σουπερνόβα μπορούν να προκαλέσουν σχηματισμό αστεριών άνθρακα. Πίστωση: Chiaki et al.
Η προσομοίωση που δημιούργησαν οι επιστήμονες επιτρέπειδείτε από πού προέρχονται τα μέταλλα και πώς τα πρώτα αστέρια και οι σουπερνόβα τους επηρεάζουν πραγματικά αυτά τα απολιθώματα που έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα.
Σκοπός αυτής της έρευνας των επιστημόνων είναι να ανακαλύψουντην προέλευση στοιχείων όπως ο άνθρακας, το οξυγόνο και το ασβέστιο. Συγκεντρώνονται σε επαναλαμβανόμενους κύκλους ύλης μεταξύ του διαστρικού μέσου και των άστρων. «Τα σώματά μας και ο πλανήτης μας είναι φτιαγμένα από άνθρακα και οξυγόνο, άζωτο και ασβέστιο. Η δουλειά μας είναι πολύ σημαντική για να μάθουμε την προέλευση αυτών των στοιχείων, που απαρτίζουν τους ανθρώπους», καταλήγει ο συγγραφέας της μελέτης.
Θυμηθείτε τον Carl Sagan, Αμερικανό αστροφυσικόκαι ένας εξωβιολόγος, τον περασμένο αιώνα είπε ότι ο φώσφορος στο ανθρώπινο DNA και ο σίδηρος στο αίμα του προέρχονται από «αστρικό υλικό».
Διαβάστε επίσης
Η ετήσια αποστολή στην Αρκτική έληξε και τα δεδομένα είναι απογοητευτικά. Τι περιμένει την ανθρωπότητα;
Παρακολουθήστε το νέο Hummer να ξεπερνά τα εμπόδια στο δρόμο, να κινείται σαν καβούρι
Την 3η ημέρα της ασθένειας, οι περισσότεροι ασθενείς με COVID-19 χάνουν την αίσθηση της όσφρησης και συχνά υποφέρουν από ρινική καταρροή