Jagd nach Beweisen für die ersten Sterne, die es je gab

Eskere Guru

Da das Universum gealtert ist, hat sich die Art der darin gefundenen Sterne verändert. Schwere Elemente wie Eisen entstehen durch die Reaktionen, die im Inneren von Sternen stattfinden, und wenn diesen Sternen schließlich der Treibstoff ausgeht und sie als Supernovae explodieren, werden diese schwereren Elemente verteilt und in die nächste Generation von Sternen eingebaut. Im Laufe der Zeit nahmen die Sterne also allmählich höhere Konzentrationen dieser schwereren Elemente zu, die Astronomen als ihre Metallizität bezeichnen.

Das heißt, wenn Sie auf die allerfrühesten Sterne zurückblicken könnten, die geboren wurden, als das Universum noch jung war, wären sie ganz anders als die heutigen Sterne. Diese frühen Sterne sind als Sterne der Population III bekannt und entstanden, als das Universum weniger als 100 Millionen Jahre alt war, und die Suche nach ihnen war einer der heiligen Grale der astronomischen Forschung.

Diese künstlerische Darstellung zeigt ein Feld von Sternen der Population III, wie sie nur 100 Millionen Jahre nach dem Urknall erschienen wären.
Diese künstlerische Darstellung zeigt ein Feld von Sternen der Population III, wie sie nur 100 Millionen Jahre nach dem Urknall erschienen wären. Astronomen haben möglicherweise die ersten Anzeichen ihrer alten chemischen Überreste in den Wolken entdeckt, die einen der am weitesten entfernten Quasare umgeben, die jemals entdeckt wurden. NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva / Raummaschine

Jetzt haben Astronomen, die das Gemini North-Teleskop auf Hawaii verwenden, möglicherweise zum ersten Mal Trümmer dieser unglaublich frühen Sterne identifiziert. Die Forscher betrachteten einen sehr weit entfernten Quasar, ein helles Zentrum einer Galaxie, und beobachteten die chemische Zusammensetzung der ihn umgebenden Wolken. Sie fanden heraus, dass diese Zusammensetzung ungewöhnlich war, mit einem sehr hohen Verhältnis von Eisen zu Magnesium. Dies deutet darauf hin, dass das Material von einem sehr frühen Stern gebildet worden sein könnte, der ein dramatisches Ereignis erlebte, das als Paarinstabilitäts-Supernova bezeichnet wird. Diese theoretische Art von Supernova ist extrem mächtig und könnte diesen frühen Sternen mit geringer Metallizität passieren.

Durch die Suche nach den Überresten dieser besonderen Supernovae hatten die Forscher die besten Chancen, Material von frühen Sternen zu identifizieren. „Für mich war klar, dass der Supernova-Kandidat dafür eine Paar-Instabilitäts-Supernova eines Sterns der Population III sein würde, bei der der gesamte Stern explodiert, ohne einen Rest zu hinterlassen“, sagte Hauptautor Yuzuru Yoshii von der Universität Tokio in aAussage . „Ich war erfreut und etwas überrascht, als ich feststellte, dass eine Paarinstabilitäts-Supernova eines Sterns mit einer etwa 300-fachen Sonnenmasse ein Verhältnis von Magnesium zu Eisen liefert, das mit dem niedrigen Wert übereinstimmt, den wir für den Quasar abgeleitet haben.“

Die Suche nach mehr dieser Überreste früher Sterne könnte uns helfen, mehr Beispiele zu finden und uns dabei zu helfen, mehr darüber zu erfahren, wie das Universum so endete, wie wir es heute sehen. „Wir wissen jetzt, wonach wir suchen müssen; Wir haben einen Weg“, sagte Co-Autor Timothy Beers von der University of Notre Dame. „Wenn dies lokal im sehr frühen Universum passiert wäre, was hätte passieren sollen, dann würden wir erwarten, Beweise dafür zu finden.“

Die Forschung wurde im Astrophysical Journal veröffentlicht.