نجم عملاق أحمر يبعد 16000 سنة ضوئية يبدو أنه عضو حسن النية في الجيل الثاني من النجوم في الكون.
استنادًا إلى تحليل وفرته الكيميائية ، يبدو أنه يحتوي على عناصر تم إنتاجها في حياة وموت نجم واحد من الجيل الأول. لذلك ، بمساعدتها ، قد نجد حتى الجيل الأول من النجوم المولودة على الإطلاق – لم يتم اكتشاف أي منها بعد.
بالإضافة إلى ذلك ، أجرى الباحثون تحليلهم باستخدام القياس الضوئي ، وهي تقنية تقيس شدة الضوء ، وتوفر طريقة جديدة للعثور على هذه الأشياء القديمة.
“لقد أبلغنا عن اكتشاف SPLUS J210428.01×004934.2 (المشار إليه فيما يلي بـ SPLUS J2104−0049) ، وهو نجم معدني شديد الفقر تم اختياره من قياسه الضوئي ضيق النطاق S-PLUS وأكده التحليل الطيفي متوسط وعالي الدقة ،” كتب الباحثون في مقالتهم.
“هذا الدليل على ملاحظات المفهوم هو جزء من جهد مستمر لتأكيد مرشح طيفي منخفض الفلزية تم تحديده من قياس ضوئي ضيق النطاق.”
على الرغم من أننا نشعر بأن لدينا فهمًا جيدًا لكيفية تطور الكون من الانفجار العظيم إلى المجد المرصع بالنجوم الذي نعرفه ونحبه اليوم ، تظل النجوم الأولى التي تضيء أنوارها الساطعة في الظلام البدائي ، والمعروفة باسم نجوم السكان الثالث ، لغزا.
تعطينا عمليات تشكل النجوم الحالية أدلة حول كيفية تماسك هذه النجوم المبكرة ، ولكن حتى نعثر عليها ، فإننا نبني فهمنا على معلومات غير كاملة.
نجوم المجموعة الثانية عبارة عن مسار من فتات الخبز – الأجيال القادمة بعد السكان الثالث. من بين هؤلاء ، ربما يكون الجيل الذي يلي السكان الثالث مباشرة هو الأكثر إثارة ، لأنه الأقرب في تكوينه إلى السكان الثالث.
يمكننا التعرف عليها من خلال وفرتها المنخفضة جدًا من العناصر مثل الكربون والحديد والأكسجين والمغنيسيوم والليثيوم ، والتي يتم اكتشافها من خلال تحليل طيف الضوء المنبعث من النجم ، والذي يحتوي على البصمات الكيميائية للعناصر الموجودة هناك.
في الواقع ، قبل تكوين النجوم ، لم تكن هناك عناصر ثقيلة – كان الكون نوعًا من الحساء الغائم يتكون أساسًا من الهيدروجين والهيليوم. عندما تشكلت النجوم الأولى ، كان هذا أيضًا ما كان يجب أن تتكون منها – فقد تشكلت أثقل العناصر من خلال عملية الاندماج الحراري النووي في نواتها.
أولاً ، يتم دمج الهيدروجين في الهيليوم ، ثم الهيليوم في الكربون ، وهكذا وصولًا إلى الحديد ، اعتمادًا على كتلة النجم (لا تمتلك النجوم الأصغر طاقة كافية لدمج الهيليوم في الكربون وإنهاء حياتها (عندما تصل إلى ذلك) هدف). حتى أكثر النجوم ضخامة ليس لديها طاقة كافية لصهر الحديد ؛ عندما يكون قلبها من الحديد تمامًا ، فإنها تصبح مستعرات أعظم.
هذه الانفجارات الكونية الهائلة تقذف كل هذه المادة المنصهرة في الفضاء القريب. علاوة على ذلك ، فإن الانفجارات نشطة للغاية لدرجة أنها تولد سلسلة من التفاعلات النووية التي تشكل عناصر أثقل ، مثل الذهب والفضة والثوريوم واليورانيوم. النجوم الصغيرة التي تتكون بعد ذلك من الغيوم التي تحتوي على هذه المواد لديها نسبة معدنية أعلى من النجوم السابقة.
نجوم اليوم – السكان الأول – لديهم أعلى نسبة معدنية. (بالمناسبة ، هذا يعني أنه على المدى الطويل ، لن يتمكن أي نجم جديد من التكوين ، لأن إمدادات الكون من الهيدروجين محدودة – الأوقات السعيدة.) والنجوم التي ولدت عندما كان الكون صغيرًا جدًا لها معادن منخفضة جدًا ، يُطلق على النجوم الأولى اسم النجوم الفقيرة جدًا أو نجوم UMP.
تعتبر وحدات PMU هذه حسنة النية من نجوم السكان II ، المخصبة بمواد من مستعر أعظم مستعر أعظم III.
باستخدام مسح ضوئي يسمى S-PLUS ، قام فريق من علماء الفلك بقيادة NOIRLab التابع لمؤسسة العلوم الوطنية بتحديد SPLUS J210428-004934 ، وعلى الرغم من أنه لا يحتوي حتى الآن على أدنى درجة معدنية اكتشفناها (ينتمي هذا الشرف إلى الرسائل القصيرة J0313-6708) ، فلديها معدن متوسط لنجم UMP.
كما أنه يحتوي على أقل وفرة لم يره علماء فلك الكربون على الإطلاق في نجم معدني شديد الانخفاض. قال الباحثون إن هذا يمكن أن يعطينا قيدًا جديدًا مهمًا على نماذج التطور النجمي والنجمي بالنسبة للمعادن المنخفضة جدًا.
لفهم كيفية تشكل النجم ، أجروا نمذجة نظرية. ووجدوا أن الوفرة الكيميائية التي لوحظت في SPLUS J210428-004934 ، بما في ذلك وفرة النجوم منخفضة الكربون والمزيد من UMPs العادي لعناصر أخرى ، يمكن إعادة إنتاجها بشكل أفضل بواسطة مستعر أعظم نجم واحد عالي الطاقة. المجموعة الثالثة 29.5 ضعف كتلة من الشمس. .
ومع ذلك ، فإن النمذجة الأقرب إلى النمذجة لا تزال غير قادرة على إنتاج ما يكفي من السيليكون لإعادة إنتاج SPLUS J210428-004934 بالضبط. أوصوا بالبحث عن النجوم الأكبر سنًا بخصائص كيميائية مماثلة لمحاولة حل هذا التناقض الغريب.
“نجوم UMP الإضافية التي تم تحديدها من قياس الضوء S-PLUS ستحسن بشكل كبير فهمنا لنجوم Pop III وتساعد في العثور على نجم منخفض الكتلة وخالي من المعادن لا يزال يعيش في مجرتنا اليوم.” كتب الباحثون.
تم نشر مقالهم في رسائل من مجلة الفيزياء الفلكية.
