นักดาราศาสตร์พบดาวฤกษ์ทำลายสถิติที่มีอายุเกือบเท่าจักรวาล

พบดาวฤกษ์โบราณอีกดวงหนึ่งที่ซุ่มซ่อนอยู่ในทางช้างเผือก ห่างออกไปประมาณ 35,000 ปีแสงยักษ์แดงดาวชื่อ SMSS J160540.18–144323.1 พบว่ามีระดับธาตุเหล็กต่ำที่สุดในบรรดาดาวฤกษ์ใดๆ ก็ตามที่วิเคราะห์ได้ในกาแลคซี

ซึ่งหมายความว่ามันเป็นหนึ่งในดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาล ซึ่งอาจอยู่ในดาวฤกษ์รุ่นที่สองหลังจากที่จักรวาลระเบิดออกมาเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน

“ดาวฤกษ์ที่เป็นโรคโลหิตจางอย่างไม่น่าเชื่อดวงนี้ ซึ่งน่าจะก่อตัวขึ้นเพียงไม่กี่ร้อยล้านปีหลังจากนั้นมีระดับธาตุเหล็กต่ำกว่าดวงอาทิตย์ถึง 1.5 ล้านเท่า"โทมัส นอร์ดแลนเดอร์ นักดาราศาสตร์อธิบายของศูนย์ความเป็นเลิศ ARC สำหรับฟิสิกส์ดาราศาสตร์ท้องฟ้าทั้งหมดใน 3 มิติ และมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย

“นั่นก็เหมือนกับน้ำหยดหนึ่งในสระว่ายน้ำโอลิมปิก”

และนั่นคือวิธีที่เราสามารถบอกได้ว่าดาวดวงนี้มีอายุเท่าไร เพราะเอกภพยุคแรกๆ ไม่มีโลหะเลย ดาวดวงแรกประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นหลัก และคิดว่ามีมวลมาก ร้อนมาก และมีอายุสั้นมาก ดวงดาวเหล่านี้มีชื่อว่าประชากรที่สามและเราไม่เคยเห็นพวกเขาเลย

ดวงดาวถูก 'ขับเคลื่อน' โดยโดยที่นิวเคลียสของธาตุที่เบากว่าถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างนิวเคลียสที่หนักกว่า สำหรับดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กกว่า นั่นคือการหลอมรวมของไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมเป็นหลัก แต่ในดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่า เช่น ดาวประชากร III ธาตุต่างๆ ที่มีตั้งแต่ซิลิคอนและเหล็กสามารถหลอมขึ้นมาได้

เมื่อดาวฤกษ์ดังกล่าวจบชีวิตลงด้วยการระเบิดซูเปอร์โนวาอันน่าตื่นตาตื่นใจ พวกมันก็พ่นองค์ประกอบเหล่านั้นออกสู่จักรวาล เมื่อดาวดวงใหม่ก่อตัว องค์ประกอบต่างๆ จะติดอยู่ในตัวดาว ดังนั้น ปริมาณโลหะที่ดาวฤกษ์มีจึงเป็นเครื่องบ่งชี้ที่เชื่อถือได้ว่าดาวฤกษ์ก่อตัวเมื่อใด

ตัวอย่างเช่น เรารู้ว่าดวงอาทิตย์มีอายุประมาณ 100 รุ่นจากบิ๊กแบง โดยพิจารณาจากความเป็นโลหะของดาวฤกษ์ของเรา

แต่เราพบดาวดวงอื่นๆ ในทางช้างเผือกที่มีความเป็นโลหะต่ำ ซึ่งบ่งบอกถึงต้นกำเนิดของเอกภพยุคแรกๆ วัตถุดังกล่าวอย่างหนึ่งก็คือ2MASS J18082002–5104378 บซึ่งเป็นเจ้าของสถิติก่อนหน้านี้สำหรับปริมาณธาตุเหล็กต่ำสุดที่ [Fe/H] = −4.07 ± 0.07 - มีโลหะน้อยกว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 11,750 เท่า

แต่ SMSS J160540.18–144323.1 อยู่ที่ [Fe/H] = −6.2 ± 0.2 ดังที่ Nordlander กล่าวว่า มีโลหะน้อยกว่าประมาณ 1.5 ล้านเท่า

ไม่น่าเป็นไปได้ที่ดาวในกลุ่ม Population III จะมีชีวิตรอดได้นานพอสำหรับเราที่จะศึกษาพวกมัน แต่ผ่านดวงดาวที่ตามมา เรื่องราวของพวกเขาก็สามารถคลี่คลายได้

นักวิจัยเชื่อว่าดาวฤกษ์ที่ให้ธาตุเหล็ก SMSS J160540.18–144323.1 นั้นมีมวลค่อนข้างต่ำสำหรับเอกภพยุคแรกๆ เพียงประมาณ 10 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ นี่มีขนาดใหญ่พอที่จะสร้าง- และหลังจากซูเปอร์โนวาที่ค่อนข้างอ่อน ทีมงานเชื่อว่านี่คือสิ่งที่มันเกิดขึ้น

การระเบิดของซุปเปอร์โนวาสามารถกระตุ้นให้เกิดกระบวนการจับนิวตรอนอย่างรวดเร็วหรือr-กระบวนการ- นี่คือชุดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งนิวเคลียสของอะตอมชนกับนิวตรอนเพื่อสังเคราะห์ธาตุที่หนักกว่าเหล็ก

ไม่มีหลักฐานสำคัญเกี่ยวกับองค์ประกอบเหล่านี้ในดาวฤกษ์ ซึ่งอาจหมายความว่าองค์ประกอบเหล่านี้ถูกจับกลับมาโดยดาวนิวตรอนที่เพิ่งตายไป แต่มีเหล็กหลุดออกมาได้มากพอที่จะรวมเข้ากับการก่อตัวของ SMSS J160540.18–144323.1

น่าจะเป็นหนึ่งในสมาชิกกลุ่มแรกๆ ของดวงดาวรุ่นที่สองนั้น

และมันกำลังจะตาย มันเป็นดาวยักษ์แดง ซึ่งหมายความว่าดาวฤกษ์มีอายุใกล้จะสิ้นสุด โดยใช้ไฮโดรเจนสุดท้ายก่อนที่จะเปลี่ยนเป็นฟิวชันฮีเลียม

ทีมงานเชื่อว่าการศึกษาอย่างใกล้ชิดมากขึ้นอาจให้ข้อมูลเกี่ยวกับดาวฤกษ์กลุ่มที่ 3 ได้มากขึ้น แต่ลองจินตนาการถึงเรื่องราวที่มันสามารถบอกได้ว่ามันพูดได้หรือไม่

งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society-

หมายเหตุบรรณาธิการ(7 สิงหาคม 2019): บทความก่อนหน้านี้ระบุอย่างไม่ถูกต้องว่าดวงอาทิตย์ถูกลบออกจากบิ๊กแบง 100,000 รุ่น จริงๆ แล้วน่าจะประมาณ 100 ชั่วอายุคนครับ เราต้องขออภัยสำหรับข้อผิดพลาดและได้แก้ไขแล้ว