Udało się odnaleźć prymitywne gwiazdy poza Drogą Mleczną

Udało się odnaleźć prymitywne gwiazdy poza Drogą MlecznąOriginal Press Release
Po latach skutecznego ukrywania się astronomom w końcu udało się odnaleźć najprymitywniejsze gwiazdy poza Drogą Mleczną.

Wśród ekstremalnie ubogich gwiazd odkrytych w tych galaktykach karłowych trzy mają oo 3000 do 10 000 razy mniej ciężkich pierwiastków niż Słońce. Jest wśród nich rekordzistka w kategorii najprymitywniejszych gwiazd odkrytych na zewnątrz Drogi Mlecznej

Martin Tafelmeyer

„W pewnym sensie odkryliśmy błąd w metodach badawczych jakie wykorzystywano do tej pory „- mówi Else Starkenburg, główna autorka publikacji prezentującej wyniki na łamach Astronomy and Astrophysics. -” Nasza ulepszona metoda umożliwia odnajdywanie prymitywnych gwiazd skrytych wśród pozostałych, normalnych gwiazd.”

Uważa się, że prymitywne gwiazdy powstały z materii, która pojawiła się wkrótce po Wielkim Wybuchu, 13,7 miliarda lat temu. Zazwyczaj zawierają mniej niż 1/1000 cięższych od wodoru i helu pierwiastków w porównaniu do Słońca i dlatego klasyfikowane są jako „ekstremalnie nisko-metaliczne gwiazdy”. Należą do pierwszej generacji gwiazd, są ekstremalnie rzadki i głównie obserwowane w obrębie Drogi Mlecznej.

Kosmolodzy sądzą, że duże galaktyki, takie jak Droga Mleczna, powstały z połączenia się mniejszych galaktyk. Populacja prymitywnych gwiazd powinna zatem być obecna już w galaktykach karłowych, z których powstała Droga Mleczna a podobne populacje takich gwiazd powinny być obecne również w innych galaktykach karłowych. ” Do tej pory dowody ich istnienia były niezwykle rzadki „- mówi Giuseppina Battaglia, współautorka publikacji. -„Badania przeprowadzone w ostatnich latach za każdym razem wykazywały, że większość starych populacji gwiazd w Drodze Mlecznej była odmienna od tych w galaktykach karłowych, co było niezgodne z większością modeli kosmologicznych.”

Skład pierwiastków mierzy się na podstawie widm gwiazd. Zespół Dwarf galaxies Abundances and Radial-velocities Team wykorzystał spektrograf FLAMES zainstalowany na teleskopie ESO VLT by zebrać widma ponad 2000 olbrzymich gwiazd w czterech galaktykach karłowych sąsiadujących z Drogą Mleczną – karłami Fornax, Sculptor, Sextans i Carina. Ponieważ obiekty te są przeciętnie oddalone od nas o 300 000 lat świetlnych (trzy razy dalej niż wynosi średnica Drogi Mlecznej) można było zmierzyć jedynie bardzo wyraźne cechy widma. Zespół odkrył, że żadne z zebranych widm nie pasowało do poszukiwanej klasy widm. Zespół astronomów kierowany przez Starkenburg, po dokładnym porównaniu widm z modelami komputerowymi, pozwolił zrozumieć istotę problemu – widm normalnych nisko-metalicznych gwiazd jedynie subtelnie różni się od tych, w których zawartość metali jest ekstremalnie niska, dlatego też wcześniejsze metody badawcze nie potrafiły zidentyfikować najprymitywniejszych gwiazd.

Astronomowie dodatkowo potwierdzili prawie doskonale prymitywną klasyfikację kilku ekstremalnie ubogich w metale gwiazd wykorzystując znacznie bardziej dokładne widma uzyskane za pomocą instrumentu UVES na teleskopie VLT.  „W porównaniu do mało precyzyjnych widm jakie mieliśmy wcześniej wygląda to tak, jakbyśmy obserwowali je teraz przez mikroskop „- mówi członek zespołu, Vanessa Hill. -„Niestety tą metodą można zbadać jedynie niewielką liczbę gwiazd bowiem wymaga ona znacznej ilości czasu obserwacyjnego.”

„Wśród ekstremalnie ubogich gwiazd odkrytych w tych galaktykach karłowych trzy mają oo 3000 do 10 000 razy mniej ciężkich pierwiastków niż Słońce. Jest wśród nich rekordzistka w kategorii najprymitywniejszych gwiazd odkrytych na zewnątrz Drogi Mlecznej „- dodaje członek zespołu, Martin Tafelmeyer.

„Nasze badania nie tylko pozwoliły odkryć bardzo ciekawe, pierwsze gwiazdy tyw tych galaktykach, ale dostarczyły nowej, potężnej metodologii odkrywania kolejnychh takich gwiazd. „- podsumowuje Starkenburg. -” Od teraz nie będą mogły się ukrywać!”

Źródła:

No Place to Hide: Missing Primitive Stars Outside Milky Way Uncovered

After years of successful concealment, the most primitive stars outside our Milky Way galaxy have finally been unmasked. New observations using ESO’s Very Large Telescope have been used to solve an important astrophysical puzzle concerning the oldest stars in our galactic neighbourhood — which is crucial for our understanding of the earliest stars in the Universe.

“We have, in effect, found a flaw in the forensic methods used until now,” says Else Starkenburg, lead author of the paper reporting the study. “Our improved approach allows us to uncover the primitive stars hidden among all the other, more common stars.”

Primitive stars are thought to have formed from material forged shortly after the Big Bang, 13.7 billion years ago. They typically have less than one thousandth the amount of chemical elements heavier than hydrogen and helium found in the Sun and are called “extremely metal-poor stars” [1]. They belong to one of the first generations of stars in the nearby Universe. Such stars are extremely rare and mainly observed in the Milky Way.

Cosmologists think that larger galaxies like the Milky Way formed from the merger of smaller galaxies. Our Milky Way’s population of extremely metal-poor or “primitive” stars should already have been present in the dwarf galaxies from which it formed, and similar populations should be present in other dwarf galaxies. “So far, evidence for them has been scarce,” says co-author Giuseppina Battaglia. “Large surveys conducted in the last few years kept showing that the most ancient populations of stars in the Milky Way and dwarf galaxies did not match, which was not at all expected from cosmological models.”

Element abundances are measured from spectra, which provide the chemical fingerprints of stars [2]. The Dwarf galaxies Abundances and Radial-velocities Team [3] used the FLAMES instrument on ESO’s Very Large Telescope to measure the spectra of over 2000 individual giant stars in four of our galactic neighbours, the Fornax, Sculptor, Sextans and Carina dwarf galaxies. Since the dwarf galaxies are typically 300 000 light years away — which is about three times the size of our Milky Way — only strong features in the spectrum could be measured, like a vague, smeared fingerprint. The team found that none of their large collection of spectral fingerprints actually seemed to belong to the class of stars they were after, the rare, extremely metal-poor stars found in the Milky Way.

The team of astronomers around Starkenburg has now shed new light on the problem through careful comparison of spectra to computer-based models. They found that only subtle differences distinguish the chemical fingerprint of a normal metal-poor star from that of an extremely metal-poor star, explaining why previous methods did not succeed in making the identification.

The astronomers also confirmed the almost pristine status of several extremely metal-poor stars thanks to much more detailed spectra obtained with the UVES instrument on ESO’s Very Large Telescope. “Compared to the vague fingerprints we had before, this would be as if we looked at the fingerprint through a microscope,” explains team member Vanessa Hill. “Unfortunately, just a small number of stars can be observed this way because it is very time consuming.”

“Among the new extremely metal-poor stars discovered in these dwarf galaxies, three have a relative amount of heavy chemical elements between only 1/3000 and 1/10 000 of what is observed in our Sun, including the current record holder of the most primitive star found outside the Milky Way,” says team member Martin Tafelmeyer.

“Not only has our work revealed some of the very interesting, first stars in these galaxies, but it also provides a new, powerful technique to uncover more such stars,” concludes Starkenburg. “From now on there is no place left to hide!”

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *