Podle nejvíce široce přijímané kosmologické teorie se první hvězdy v našem vesmíru tvořily zhruba 150 až 1 miliardu let po Velkém třesku. Postupem času se tyto hvězdy začaly spojovat do podoby kulovitých shluků, které se pomalu spojovaly a tvořily první galaxie - včetně naší vlastní Mléčné dráhy. Astronomové se již nějakou dobu domnívají, že tento proces začal pro naši galaxii asi před 13,51 miliardami let.
V souladu s touto teorií astronomové věřili, že nejstarší hvězdy ve vesmíru jsou krátkodobě masivní hvězdy, které od té doby zemřely. Tým astronomů z Johns Hopking University však nedávno objevil hvězdu s nízkou hmotností na „tenkém disku“ Mléčné dráhy, která je zhruba 13,5 miliardy let stará. Tento objev naznačuje, že některé z nejstarších hvězd ve vesmíru by mohly být živé a dostupné ke studiu.
Tato hvězda byla objevena jako společník k 2MASS J18082002–5104378, subgiant, který je zhruba 1 950 světelných let od Země (v souhvězdí Ara) a má nízký obsah kovu (metalicita). Když to bylo poprvé pozorováno v roce 2016, objevitelský tým zaznamenal neobvyklé chování, které přisuzoval existenci neviditelného společníka - možná neutronové hvězdy nebo černé díry.
Pro účely své studie, která byla nedávno zveřejněna v roce 2007 Astrofyzikální deníktým John Hopkins pozoroval tento hvězdný systém v letech 2016 až 2017 pomocí Magellanových dalekohledů na observatoři Las Campanas v Chile. Poté, co pozorovali spektra ze systému, byli schopni rozeznat přítomnost extrémně slabé sekundární hvězdy, která byla od té doby označena jako 2MASS J18082002–5104378 B.
V kombinaci s měřením radiální rychlosti svého primárního prvku, který poskytl odhady hmotnosti, tým určil, že hvězda je hvězdou s nízkou hmotností a extrémně nízkou metalicitou. Na základě svého nízkého obsahu kovů také určili, že je stará 13,5 miliardy let, což z ní činí nejstarší objevenou dosud velmi chudou hvězdu. To znamená, že z kosmického hlediska je hvězda jedinou generací odstraněnou z Velkého třesku.
Jak uvedl Kevin Schlaufman - odborný asistent fyziky a astronomie a hlavní autor studie - uvedl v tiskové zprávě JHU Hub, šlo o extrémně neočekávaný nález. "Tato hvězda je možná jedna z 10 milionů," řekl. "Říká nám něco velmi důležitého o prvních generacích hvězd."
Zatímco astronomové v minulosti našli 30 starověkých ultra-chudých hvězd, každá z nich měla přibližnou hmotnost Slunce. Hvězda Schlaufman a jeho tým však našli pouze 14% hmotnosti Slunce (což z něj činí červeného trpaslíka typu M). Kromě toho bylo zjištěno, že všechny dříve objevené hvězdy o nízké metalicitě v naší galaxii mají oběžné dráhy, které je obecně dostaly daleko od galaktické roviny.
Tento nově objevený hvězdný systém však obíhá kolem naší galaxie na kruhové oběžné dráze (jako je naše Slunce), která udržuje svou relativně blízkou rovinu. Tento objev napadá řadu astronomických konvencí a také otevírá astronomům některé velmi zajímavé možnosti.
Například astronomové dlouho věděli, že nejstarší hvězdy, které se vytvoří po Velkém třesku (známé jako hvězdy Populace III), by byly složeny výhradně z nejzákladnějších prvků - tj. Vodíku, helia a malého množství lithia. Tyto hvězdy pak ve svých jádrech vytvořily těžší prvky, které se uvolnily do vesmíru, když dosáhly konce svých životů a explodovaly jako supernovy.
Další generace hvězd, které se měly tvořit, byla primárně složena ze stejných základních prvků, ale do jejich složení také zahrnovala mraky těchto těžších prvků z předchozí generace hvězd. Tyto hvězdy vytvořily více těžkých prvků, které pak uvolnily na konci své životnosti a postupně zvyšovaly metalicitu hvězd ve vesmíru s každou další generací.
Stručně řečeno, astronomové až donedávna věřili, že všechny nejstarší hvězdy (které by byly masivní a krátkodobé) jsou dlouho zaniklé. V posledních desetiletích byly provedeny astronomické simulace, které naznačují, že hvězdy s nízkou hmotností od nejstarší generace mohou stále existovat. Na rozdíl od obřích hvězd mohou trpaslíci s nízkou hmotností (např. Červení trpaslíci) žít až biliony let.
Objev této nové ultra-chudé hvězdy nejen potvrzuje tuto možnost, ale naznačuje, že v naší galaxii by mohlo být mnohem více hvězd, které mají velmi nízké hmotnosti a velmi nízkou metalicitu - což by ve skutečnosti mohly být některé z prvních hvězd vesmíru . Jak naznačil Schlaufman:
"Pokud je náš závěr správný, pak mohou existovat hvězdy s nízkou hmotností, které mají složení výhradně výsledkem Velkého třesku." I když jsme dosud nenašli takový objekt v naší galaxii, může existovat. “
Pokud je to pravda, mohlo by to astronomům umožnit studovat, jaké podmínky byly krátce po Velkém třesku a před koncem „temného věku“. Toto období, které trvalo zhruba 1 miliardu let po Velkém třesku, je také okamžikem, kdy se začaly tvořit nejstarší hvězdy a galaxie, ale je stále nepřístupný pro naše nejmocnější dalekohledy. Ale s hvězdami, které přežily z tohoto velmi raného období kosmického vývoje, mohou astronomové konečně mít okno do této tajemné epochy.
Nezapomeňte si toto video, které ilustruje oběžnou dráhu 2MASS J18082002–5104378 B kolem Mléčné dráhy, se svolením JHU:
