Det antas at de første stjernene ble dannet rundt 100 millioner år etter Big Bang fra
"Galaktisk arkeologi" refererer til studienandre generasjons stjerner for å lære om de fysiske egenskapene til de første stjernene, som forsvant bare titalls millioner år etter Big Bang. Som en del av studien av beregningsfysikk ble svake supernovaer av metallfrie første stjerner simulert for første gang, noe som gjorde det mulig å avsløre mønstrene av karbonoverflod for stjernedannelse. Et stykke tetthet, temperatur og karboninnhold for 13-solmassens stamfarmodell til tider (fra venstre til høyre) 0,41, 15,22 og 29,16 millioner år etter en supernovaeksplosjon i en boks med en side på 2 kpc. Kreditt: Chiaki et al.
Da de første metallfrie stjernene kollapset ogeksploderte og ble til supernovaer, de dannet tyngre grunnstoffer som karbon. Dette ga opphav til en ny generasjon stjerner. En type andre generasjon stjerner kalles EMP-stjerner (high carbon lean metal). For astrofysikere er de som fossiler. Sammensetningen deres gjenspeiler nukleosyntese eller fusjon av tyngre elementer fra de første stjernene.
"Vi kan få resultater fra indirektemålinger for å utlede massefordelingen av metallfrie stjerner fra de elementære forekomstene av metallfattige stjerner," forklarer Gen Chiaki, en postdoktor ved Center for Relativistic Astrophysics ved Georgia Institute of Technology.
Chiaki er hovedforfatter av studien som modellerte svake supernovaer av metallfrie første stjerner for første gang. Hans arbeid gir endelig forskere en teoretisk forståelse av deres dannelse.
En animasjon som viser prosessen med karbonanrikning ogjern fra en førstegenerasjons supernova med en masse på 50 solmasser. Fire paneler viser tetthet, temperatur, karbon- og jerninnhold. For det første er metallene spredt nesten sfærisk i området rundt (<14 millioner år etter eksplosjonen). Metallene ekspanderer deretter i horisontal retning mens ekspansjonen stopper i vertikal retning. Etter hvert vender metallene tilbake til den sentrale regionen, hvor neste generasjon stjerner dannes. Kreditt: Chiaki et al.
Denne typen forskning er en del av feltetkalt "galaktisk arkeologi." Forskere sammenligner dette med å søke underjordiske etter gjenstander som forteller om naturen til langt borte samfunn. For astrofysikere kan karakteren til langt utdøde stjerner bestemmes av deres fossiliserte rester.
«Vi kan ikke se det aller førstegenerasjoner av stjerner," forklarer studiemedforfatter John Wise, assisterende professor ved Center for Relativistic Astrophysics ved Georgia Institute of Technology. «Det er viktig å se på disse «levende fossilene» fra det tidlige universet. De har "fingeravtrykkene" til de første stjernene - kjemikalier som ble dannet i supernovaer fra de første stjernene."
Animasjonen viser en varm boble skapt aven simulert supernova på 50 solmasser på en skala fra tusenvis av lysår. I sentrum dannes en tett gasssky igjen som et resultat av gravitasjonskompresjon. Skyen kan forstørres til flere astronomiske enheter. I den mest sentrale regionen er tette klynger embryoene til stjerner. Animasjonen viser at supernovaeksplosjoner kan føre til at karbonstjerner dannes. Kreditt: Chiaki et al.
Simuleringen som forskerne laget tillaterse hvor metaller kommer fra og hvordan de første stjernene og deres supernovaer faktisk påvirker disse fossilene som har overlevd til i dag.
Hensikten med denne forskningen utført av forskere er å finne utopprinnelsen til grunnstoffer som karbon, oksygen og kalsium. De er konsentrert i gjentatte sykluser av materie mellom det interstellare mediet og stjernene. «Kroppene våre og planeten vår er laget av karbon og oksygen, nitrogen og kalsium. Arbeidet vårt er veldig viktig for å finne ut av opprinnelsen til disse elementene, som utgjør mennesker, konkluderer forfatteren av studien.
Husk Carl Sagan, amerikansk astrofysikerog en eksobiolog, tilbake i forrige århundre sa han at fosfor i menneskelig DNA og jern i blodet hans kommer fra «stjernemateriale».
Les også
Det årlige oppdraget i Arktis er avsluttet, og dataene er skuffende. Hva venter menneskeheten?
Se den nye Hummer overvinne hindringer på veien, bevege seg som en krabbe
På sykdomsdag 3 mister de fleste COVID-19 pasienter luktesansen og lider ofte av en rennende nese