Ngôi sao 13 tỷ tuổi được làm bằng chất liệu Big Bang

Các nhà thiên văn học đã tìm thấy những gì có thể là một trong những ngôi sao lâu đời nhất của vũ trụ, vì vậy cổ đại nó được làm gần như hoàn toàn từ các vật liệu từ Vụ nổ lớn.

Việc phát hiện ra ngôi sao nhỏ bé, xấp xỉ 13,5 tỷ năm tuổi này có nghĩa là nhiều ngôi sao có khối lượng rất thấp và hàm lượng kim loại rất thấp có khả năng xuất hiện - thậm chí có thể là một số ngôi sao đầu tiên của vũ trụ.

Ngôi sao này khác thường bởi vì không giống như các ngôi sao khác có hàm lượng kim loại rất thấp, nó là một phần của đĩa mỏng mỏng của Milky Way - một phần của thiên hà nơi mặt trời của chúng ta cư trú.

Và bởi vì ngôi sao này quá cũ, các nhà nghiên cứu nói rằng có thể khu vực thiên hà của chúng ta già hơn ít nhất 3 tỷ năm so với suy nghĩ trước đây.

1 trên 10 triệu

Ngôi sao này có thể là một trong 10 triệu, chuyên gia chính của Kevin Schlaufman, một giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học Johns Hopkins cho biết. Nó nói với chúng ta điều gì đó rất quan trọng về các thế hệ ngôi sao đầu tiên.

Những ngôi sao đầu tiên của vũ trụ sau Vụ nổ lớn sẽ bao gồm toàn bộ các nguyên tố như hydro, heli và một lượng nhỏ lithium. Những ngôi sao đó sau đó tạo ra các nguyên tố nặng hơn helium trong lõi của chúng và gieo mầm vũ trụ với chúng khi chúng phát nổ dưới dạng siêu tân tinh.

Thế hệ sao tiếp theo hình thành từ những đám mây vật chất kết hợp với những kim loại đó, kết hợp chúng vào trang điểm của chúng. Hàm lượng kim loại, hay tính kim loại của các ngôi sao trong vũ trụ tăng lên khi chu kỳ sinh tử của ngôi sao tiếp tục.

Phát hiện mới chỉ bằng 14% kích thước của Mặt trời và là người giữ kỷ lục mới cho ngôi sao với sự bổ sung nhỏ nhất của các yếu tố nặng. Nó có cùng yếu tố bổ sung nặng như Sao Thủy, hành tinh nhỏ nhất trong hệ mặt trời của chúng ta. (Tín dụng: Kevin Schlaufman / Johns Hopkins)

Tính kim loại cực thấp của ngôi sao mới được phát hiện chỉ ra rằng, trong một cây gia đình vũ trụ, nó có thể chỉ bằng một thế hệ được tách ra khỏi Vụ nổ lớn. Thật vậy, nó là người giữ kỷ lục mới cho ngôi sao có bổ sung nhỏ nhất các nguyên tố nặng - nó có nội dung nguyên tố nặng tương tự như hành tinh Sao Thủy. Ngược lại, mặt trời của chúng ta là hàng ngàn thế hệ xuống dòng đó và có hàm lượng nguyên tố nặng tương đương với 14 Sao Mộc.

Các nhà thiên văn học đã tìm thấy khoảng 30 ngôi sao cực kỳ nghèo kim loại cổ xưa với khối lượng gần đúng của mặt trời. Tuy nhiên, ngôi sao Schlaufman và nhóm của ông được tìm thấy chỉ chiếm 14% khối lượng mặt trời.

Nhìn thấy sao

Ngôi sao này là một phần của hệ thống hai sao quay quanh một điểm chung. Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy ngôi sao thứ cấp nhỏ xíu, gần như vô hình mờ nhạt sau khi một nhóm các nhà thiên văn học khác phát hiện ra ngôi sao chính sơ cấp sáng hơn nhiều. Những nhà thiên văn học này cũng xác định hành vi bất thường trong hệ sao có ngụ ý sự hiện diện của sao neutron hoặc lỗ đen. Schlaufman và nhóm của ông thấy rằng điều đó là không chính xác, nhưng khi làm như vậy, họ đã phát hiện ra người bạn đồng hành nhỏ hơn nhiều của ngôi sao có thể nhìn thấy.

Sự tồn tại của ngôi sao đồng hành nhỏ hơn hóa ra là phát hiện lớn. Đội ngũ của Schlaufman đã có thể suy ra khối lượng của nó bằng cách nghiên cứu một chút vụng trộm của ngôi sao chính khi lực hấp dẫn của ngôi sao nhỏ kéo theo nó.

Gần đây vào cuối những năm 1990, các nhà nghiên cứu tin rằng chỉ những ngôi sao khổng lồ mới có thể hình thành trong giai đoạn sớm nhất của vũ trụ - và chúng không bao giờ có thể được quan sát vì chúng đốt cháy nhiên liệu và chết rất nhanh.

Nhưng khi các mô phỏng thiên văn trở nên tinh vi hơn, họ bắt đầu gợi ý rằng trong một số tình huống nhất định, một ngôi sao từ thời kỳ này với khối lượng đặc biệt thấp vẫn có thể tồn tại, thậm chí hơn 13 tỷ năm kể từ Vụ nổ lớn. Không giống như những ngôi sao khổng lồ, những ngôi sao có khối lượng thấp có thể sống trong thời gian cực kỳ dài. Các ngôi sao lùn đỏ, chẳng hạn, với một phần khối lượng của mặt trời, được cho là sống tới hàng nghìn tỷ năm.

Việc phát hiện ra ngôi sao cực nghèo kim loại mới này, có tên là 2MASS J18082002 Lỗi5104378 B, mở ra khả năng quan sát ngay cả những ngôi sao cũ.

Nếu một suy luận của chúng tôi là chính xác, thì những ngôi sao có khối lượng thấp có thành phần hoàn toàn là kết quả của Vụ nổ lớn có thể tồn tại, ông nói, ông Schlaufman, người cũng liên kết với Viện Khoa học và Kỹ thuật dữ liệu chuyên sâu của trường đại học. Mặc dù chúng ta chưa tìm thấy một vật thể như thế trong thiên hà của chúng ta, nhưng nó có thể tồn tại.

Những phát hiện xuất hiện trên Tạp chí Vật lý thiên văn.

Các đồng tác giả khác đến từ Đài thiên văn Carnegie ở California và từ Đại học Monash ở Úc. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các quan sát từ Kính viễn vọng đất sét Magellan, Đài thiên văn Las Campanas và Đài thiên văn Gemini.

Nguồn: Jill Rosen cho Đại học Johns Hopkins

Nghiên cứu ban đầu DOI: 10.3847 / 1538 Hay4357 / aadd97

Tìm thêm tin tức nghiên cứu tại Futurity.org