אסטרונומים מצאו כוכב שובר שיאים שגילו כמעט כמו היקום

כוכב עתיק אחר נמצא אורב בשביל החלב. במרחק של כ-35,000 שנות אור, אענק אדוםנמצא כי כוכב בשם SMSS J160540.18–144323.1 הוא בעל רמות הברזל הנמוכות ביותר מכל כוכב שעוד נותח בגלקסיה.

המשמעות היא שזהו אחד הכוכבים העתיקים ביותר ביקום, כנראה שייך לדור השני של הכוכבים לאחר שהיקום פרץ לקיום לפני 13.8 מיליארד שנים.

"הכוכב האנמי להפליא הזה, שככל הנראה נוצר רק כמה מאות מיליוני שנים אחרי, יש רמות ברזל נמוכות פי 1.5 מיליון מזו של השמש",הסביר האסטרונום תומס נורדלנדרשל ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensics והאוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה.

"זה כמו טיפת מים אחת בבריכת שחייה אולימפית."

וכך אנו יכולים לדעת בן כמה הכוכב, כי ביקום המוקדם מאוד לא היו מתכות כלל. הכוכבים הראשונים היו מורכבים בעיקר ממימן והליום, וחשבו שהם מאסיביים מאוד, חמים מאוד וקצרי חיים מאוד. הכוכבים האלה נקראיםאוכלוסייה III, ומעולם לא ראינו אותם.

כוכבים 'מופעלים' על ידי, שבו משולבים גרעיני האטום של יסודות קלים יותר ליצירת כבדים יותר. בכוכבים קטנים יותר, זה בעיקר היתוך מימן להליום. אבל בכוכבים גדולים יותר - כמו כוכבי אוכלוסייה III נחשבים - ניתן לזייף יסודות עד וכולל סיליקון וברזל.

כאשר כוכבים כאלה מסיימים את חייהם בפיצוצי סופרנובה מרהיבים, הם פולטים את היסודות הללו אל היקום. כאשר כוכבים חדשים נוצרים, היסודות נקלעים אליהם - וכך, כמה מתכת מכיל כוכב היא אינדיקטור אמין למועד היווצרותו.

לדוגמה, אנו יודעים שהשמש היא כמה - אולי 100 - דורות מהמפץ הגדול, על סמך המתכתיות של הכוכב שלנו.

אבל מצאנו כוכבים אחרים בשביל החלב בעלי מתכתיות נמוכה, מה שמעיד על מקור מוקדם של היקום. חפץ אחד כזה הוא2MASS J18082002–5104378 ב, בעל השיא הקודם לתכולת הברזל הנמוכה ביותר של [Fe/H] = −4.07 ± 0.07 - בערך פי 11,750 פחות מתכתי מהשמש.

אבל SMSS J160540.18–144323.1 נמצא ב-[Fe/H] = −6.2 ± 0.2. כפי שאמר נורדלנדר, זה בערך פי 1.5 מיליון פחות מתכתי.

אין זה סביר שכוכבי אוכלוסייה III שרדו מספיק זמן כדי שנוכל לחקור אותם. אבל דרך הכוכבים שבאו אחר כך, אפשר לפענח את הסיפורים שלהם.

החוקרים מאמינים שהכוכב שנתן ל-SMSS J160540.18–144323.1 את הברזל שלו היה מסה נמוכה יחסית ליקום המוקדם, רק פי 10 מהמסה של השמש. זה מסיבי מספיק כדי לייצר א; ולאחר סופרנובה חלשה יחסית, הצוות מאמין שזה מה שהוא עשה.

פיצוץ סופרנובה יכול לעורר תהליך לכידת נויטרונים מהיר, אוr-process. זוהי סדרה של תגובות גרעיניות שבהן גרעיני אטום מתנגשים בניוטרונים כדי לסנתז יסודות כבדים יותר מברזל.

לא היו עדויות משמעותיות ליסודות אלה בכוכב, מה שיכול לומר שהיסודות הללו נלכדו בחזרה על ידי כוכב הנייטרונים החדש שמת. אבל מספיק ברזל ברח שהוא שולב בהיווצרות של SMSS J160540.18–144323.1.

זה היה כנראה אחד החברים הראשונים של אותו דור שני של כוכבים.

וזה גוסס. זהו ענק אדום, מה שאומר שהכוכב נמצא ממש בסוף חייו, ומנצל את המימן האחרון שלו לפני שהוא עובר להיתוך הליום.

הצוות מאמין שלימוד מקרוב יותר יכול להניב מידע נוסף על כוכבי אוכלוסייה III. אבל תארו לעצמכם את הסיפורים שהוא יכול היה לספר לו היה יכול לדבר.

המחקר פורסם ב-הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה.

הערת העורך(7 באוגוסט 2019): גרסה קודמת של מאמר זה קבעה בטעות שהשמש מרוחקת 100,000 דורות מהמפץ הגדול. במציאות, מעריכים שמדובר ב-100 דורות בקירוב. אנו מתנצלים על הטעות וכעת תיקנו אותה.