על פי מודלים קוסמולוגיים מודרניים, היקום החל באירוע קטציסטי המכונה המפץ הגדול. זה התרחש לפני בערך 13.8 מיליארד שנה, ואחריו תקופה של התרחבות וקירור. במהלך אותה תקופה נולדו אטומי המימן הראשונים שנוצרו כפרוטונים ואלקטרונים וכוחות היסוד של הפיזיקה נולדו. ואז, כמאה מיליון שנה אחרי המפץ הגדול, התחילו להיווצר הכוכבים והגלקסיות הראשונות.
היווצרות הכוכבים הראשונים הייתה גם זו שאפשרה ליצור יסודות כבדים יותר, ולכן היווצרות כוכבי לכת וכל החיים כפי שאנו מכירים אותם. עם זאת, עד עכשיו, איך ומתי התהליך הזה התרחש ברובו תיאורטי מכיוון שהאסטרונומים לא ידעו היכן נמצאו הכוכבים העתיקים ביותר בגלקסיה שלנו. אבל בזכות מחקר חדש שנערך על ידי צוות אסטרונומים ספרדים, ייתכן שמצאנו את הכוכב העתיק ביותר שביל החלב!
המחקר, שכותרתו "J0815 + 4729: כוכב ננס פרימיטיבי כימית בהילה הגלקטית שנצפה עם Gran Telescopio Canarias", הופיע לאחרונה ב מכתבי העיתון האסטרופיסי. בראשותו של דייוויד ס. אגואדו ממכון Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), כלל הצוות חברים מאוניברסיטת לה לגונה ומועצת המחקר הלאומית הספרדית (CSIC).
כוכב זה ממוקם בערך 7,500 שנות אור מהשמש, ונמצא בהילה של שביל החלב לאורך קו הראיה לכיוון קבוצת הכוכבים לינקס. המכונה J0815 + 4729, כוכב זה עדיין ברצף העיקרי שלו ובעל מסה נמוכה, (בערך 0.7 מסות שמש), אם כי צוות המחקר מעריך כי יש לו טמפרטורת שטח שהיא כ -400 מעלות יותר חמות - 6,215 K (5942 ° C; 10,727 מעלות צלזיוס לעומת 5778 K (5505 מעלות צלזיוס; 9940 מעלות צלזיוס).
לצורך המחקר, הצוות חיפש כוכב שהראה סימנים להיות גרוע ממתכת, מה שמעיד שהוא נמצא ברצף הראשי שלו הרבה מאוד זמן. הצוות בחר תחילה את J0815 + 4729 מהסקר Sloan Digital Sky Survey-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (SDSS-III / BOSS) ואז ביצעו בדיקות ספקטרוסקופיות המשך כדי לקבוע את הרכבו (ומכאן גילו).
הדבר נעשה באמצעות מערכת ספקטרוגרף והדמיה ביניים פיזור ביניים (ISIS) בטלסקופ ויליאם הרשל (WHT) והמערכת האופטית להדמיה וספקטרוסקופיה משולבת בינוניים-רזולוציה (OSIRIS) ב- Gran Telescopio de Canarias (GTC), שניהם שנמצאים במצפה הכוכבים דל רוק דה לוס מוצ'אצ'וס באי לה פלמה.
בהתאמה למה שחזתה התיאוריה המודרנית, הכוכב נמצא בהילה הגלקטית - המרכיב המורחב של הגלקסיה שלנו שמרחיק מעבר לדיסק הגלקטי (החלק הגלוי). באזור זה מאמינים כי הכוכבים הוותיקים והעניים ביותר במתכות נמצאים בגלקסיות, ומכאן הצוות היה בטוח כי יימצא כאן כוכב המתוארך ליקום הקדום.
כפי שהסביר יונאי גונזלס הרננדס - פרופסור מאוניברסיטת לה לגונה, חבר ה- IAC וסופר משותף בעיתון - בהודעה לעיתונות של IAC:
"התיאוריה מנבאת שכוכבים אלו יכולים להשתמש בחומר מהסופרנובות הראשונות, שאבותיהן היו הכוכבים המסיביים הראשונים בגלקסיה, בערך 300 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול. למרות גילו ומרחקו מאיתנו, אנו עדיין יכולים להתבונן בו. "
ספקטרום שהושג על ידי מכשירי ISIS ו- OSIRIS אישר כי הכוכב היה דל במתכות, מה שמצביע על כך של- J0815 + 4729 יש רק מיליון מהסידן והברזל שהשמש מכילה. בנוסף, הצוות גם שם לב שהכוכב מכיל תכולת פחמן גבוהה יותר מהשמש שלנו, ומהווה כמעט 15% אחוז מהשפע השמש שלו (כלומר, השפע היחסי של היסודות שלו).
בקיצור, J0815 + 4729 הוא הכוכב העשיר ביותר בברזל ועשיר הפחמן הידוע כיום לאסטרונומים. יתר על כן, גילוי שהיה קשה למדי מכיוון שהכוכב חלש בהירותו ונקבר בתוך כמות אדירה של נתוני ארכיון SDSS / BOSS. כפי שציין קרלוס אלנדה פריטו, חוקר אחר של IAC וסופר שותף בעיתון:
"כוכב זה היה תלוי במאגר המידע של פרויקט BOSS, בין מיליון ספקטרומים כוכביים שניתחנו, והצריך מאמץ תצפיתי וחישובי ניכר. זה זקוק לספקטרוסקופיה ברזולוציה גבוהה בטלסקופים גדולים כדי לאתר את היסודות הכימיים בכוכב, שיכולים לעזור לנו להבין את הסופרנובות הראשונות ואת אבותיהם. "
בעתיד הקרוב מנבא הצוות כי ספקטרוגרפים מהדור הבא יכולים לאפשר מחקר נוסף שיגלה יותר על השפע הכימי של הכוכב. מכשירים כאלה כוללים את הספקטרוגרף הרזולוציוני הגבוה של HORS, שנמצא כיום בשלב ניסוי ב- Gran Telescopio Canarias (GTC).
"איתור ליתיום מעניק לנו מידע חיוני שקשור ל נוקלאוזינתזה של המפץ הגדול," אמר רפאל רבולו, מנהל ה- IAC ושותף לעיתון. "אנו עובדים על ספקטרוגרף של טווח רזולוציה גבוהה ורחב ספקטרלי כדי למדוד את ההרכב הכימי המפורט של כוכבים עם תכונות ייחודיות כמו J0815 + 4719."
מחקרים עתידיים אלה בטוחים להוות יתרון לאסטרונומים וקוסמולוגים. בנוסף להיותם הזדמנות לחקור כוכבים שהתגבשו כאשר היקום עוד היה בחיתוליו, הם יכלו לספק תובנה חדשה על השלבים המוקדמים של היקום, היווצרות הכוכבים הראשונים ותכונות הסופרנובות הראשונות. במילים אחרות, הם היו מקרבים אותנו צעד קרוב יותר לדעת כיצד היקום כפי שאנחנו מכירים שהוא התפתח והתפתח.
