על פי התיאוריה הקוסמולוגית המקובלת ביותר, הכוכבים הראשונים ביקום שלנו נוצרו בערך 150 עד 1 מיליארד שנה אחרי המפץ הגדול. עם הזמן הכוכבים הללו החלו להתאגד ליצירת אשכולות כדוריים, שהתאחדו אט אט ליצירת הגלקסיות הראשונות - כולל שביל החלב שלנו. במשך זמן מה סברו האסטרונומים כי תהליך זה החל לגלקסיה שלנו לפני 13.51 מיליארד שנה.
בהתאם לתיאוריה זו, האסטרונומים האמינו כי הכוכבים העתיקים ביותר ביקום הם מסיביים קצרי מועד אשר מתו מאז. עם זאת, צוות אסטרונומים מאוניברסיטת ג'ונס הופקינג גילה לאחרונה כוכב בעל מסה נמוכה ב"דיסק הדק "של שביל החלב, כבן 13.5 מיליארד שנה. תגלית זו מצביעה על כך שכמה מהכוכבים הקדומים ביותר ביקום יכולים להיות חיים, וזמינים למחקר.
כוכב זה התגלה כמלווה ל- 2MASS J18082002–5104378, שיחה שנמצאת בערך 1,950 שנות אור מכדור הארץ (בקבוצת הכוכבים ערה) ובעלת תוכן מתכת נמוך (מתכות). כאשר הוא נצפה לראשונה בשנת 2016, צוות הגילוי ציין התנהגות חריגה אותם ייחסו לקיומו של בן לוויה בלתי נראה - אולי כוכב נויטרונים או חור שחור.
לצורך המחקר שפורסם לאחרונה ב כתב העת האסטרופיזיצוות הצוות של ג'ון הופקינס צפה במערכת הכוכבים הזו בין 2016 ל -2017 באמצעות טלסקופים מגלן במצפה הכוכבים לאס קמפאניה בצ'ילה. לאחר שהתבוננו בספקטרום מהמערכת, הם הצליחו להבחין בנוכחותו של כוכב משני קלוש במיוחד, שמונה מאז 2MASS J18082002–5104378 B.
בשילוב עם מדידות המהירות הרדיאלית של ראשוניותיו, שהניבו הערכות מסה, הצוות קבע כי הכוכב הוא כוכב מתכתי נמוך, נמוך במיוחד. בהתבסס על תכולת המתכת הנמוכה שלהם, הם גם קבעו כי הוא בן 13.5 מיליארד שנה, מה שהפך אותו לכוכב העניים ביותר באולטרה-מתכת שהתגלה עד כה. המשמעות היא שבמונחים קוסמיים, הכוכב הוא דור יחיד שהוצא מהמפץ הגדול.
כפי שציין קווין שלופמן - עוזר פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה וכותב המחקר הראשי בהודעה לעיתונות של ה- JHU Hub, זה היה ממצא בלתי צפוי ביותר. "הכוכב הזה הוא אולי אחד מכל עשרה מיליון," אמר. "זה אומר לנו משהו מאוד חשוב על הדורות הראשונים של הכוכבים."
בעוד שהאסטרונומים מצאו בעבר 30 כוכבים עתיקים באולי-מתכת-עתיקים, לכל אחד מהם היה המסה המשוערת של השמש. הכוכב שלופמן וצוותו מצאו, עם זאת, רק 14% ממסת השמש (מה שהופך אותו לגמד אדום מסוג M). בנוסף, כל כוכבי המתכות הנמוכים ביותר שהתגלו בעבר בגלקסיה שלנו התגלו כקווים מסלול שלקח אותם בדרך כלל למישור הגלקטי.
עם זאת, מערכת הכוכבים החדשה שהתגלתה זו מקיפה את הגלקסיה שלנו במסלול מעגלי (כמו השמש שלנו), השומר על קרבה יחסית למישור. תגלית זו מאתגרת מספר מוסכמות אסטרונומיות, וגם פותחת בפני האסטרונומים כמה אפשרויות מעניינות מאוד.
למשל, אסטרונומים תאורזו זה מכבר שהכוכבים הקדומים ביותר שנוצרו לאחר המפץ הגדול (המכונים כוכבי אוכלוסייה III) היו מורכבים כולה מהיסודות הבסיסיים ביותר - כלומר מימן, הליום וכמויות קטנות של ליתיום. כוכבים אלה ייצרו אז אלמנטים כבדים יותר בליבותיהם ששוחררו ליקום כאשר הגיעו לסוף תוחלת חייהם והתפוצצו כסופרנובות.
הדור הבא של הכוכבים שנוצר היה מורכב בעיקר מאותם אלמנטים בסיסיים, אך כלל גם עננים של אלמנטים כבדים יותר אלה מהדור הקודם של הכוכבים באיפור שלהם. כוכבים אלו יצרו אלמנטים כבדים יותר שהם שחררו אז בסוף תוחלת חייהם, והגבירו בהדרגה את המתכתי של הכוכבים ביקום עם כל דור שלאחר מכן.
בקיצור, האסטרונומים האמינו עד לא מזמן בסוף שנות התשעים שכל הכוכבים הקדומים ביותר (שהיו מסיביים וקצרי מועד) נכחדו זה מכבר. בעשורים האחרונים נערכו הדמיות אסטרונומיות שהצביעו על כך שכוכבים בעלי מסה נמוכה מהדור הקדום ביותר עדיין יכולים להתקיים. בניגוד לכוכבי ענק, גמדים בעלי מסה נמוכה (כמו גמדים אדומים) יכולים לחיות עד טריליוני שנים.
הגילוי של כוכב חדש ועתיר מתכת אולטרה-מתכתית לא רק מאשר את האפשרות הזו, אלא הוא מצביע על כך שיכולים להיות הרבה יותר כוכבים בגלקסיה שלנו שיש להם מסות נמוכות מאוד ומתכות נמוכה מאוד - מה שלמעשה יכול להיות חלק מהכוכבים הראשונים של היקום . כפי שציין שלופמן:
"אם ההסכמה שלנו נכונה, אז כוכבים בעלי מסה נמוכה שיש להם קומפוזיציה בלעדית התוצאה של המפץ הגדול יכולים להתקיים. למרות שעדיין לא מצאנו חפץ כזה בגלקסיה שלנו, הוא יכול להתקיים. "
אם נכון, הדבר יכול לאפשר לאסטרונומים ללמוד כיצד היו תנאים זמן קצר לאחר המפץ הגדול ולפני סיום "ימי הביניים האפלים". תקופה זו, שנמשכה עד כמיליארד שנה לאחר המפץ הגדול, היא גם כאשר הכוכבים והגלקסיות הקדומים ביותר החלו להיווצר, אך היא עדיין בלתי נגישה לטלסקופים החזקים ביותר שלנו. אבל עם כוכבים ששרדו מהתקופה המאוד מוקדמת הזו של התפתחות קוסמית, אסטרונומים עשויים סוף סוף לקבל חלון לעבר התקופה המסתורית הזו.
הקפד ליהנות מהסרטון הזה שממחיש 2MASS J18082002–5104378 מסלול B סביב שביל החלב, באדיבות JHU:
