Nowo odkryta czerwona olbrzym jest reliktem z wczesnego wszechświata - gwiazdą, która mogła powstać w drugiej generacji gwiazd po Wielkim Wybuchu. Znajdująca się w galaktyce karłowatej Rzeźbiarz oddalona o 290 000 lat świetlnych, gwiazda ma niezwykle podobny chemiczny makijaż do najstarszych gwiazd Drogi Mlecznej. Jego obecność potwierdza teorię, że nasza galaktyka przeszła fazę „kanibalną”, powiększając się do obecnej wielkości poprzez połykanie galaktyk karłowatych i innych galaktycznych elementów budulcowych.
„Ta gwiazda prawdopodobnie jest prawie tak stara jak sam wszechświat”, powiedziała astronom Anna Frebel z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, główny autor artykułu Nature opisującego odkrycie.
Galaktyki karłowate to małe galaktyki z zaledwie kilkoma miliardami gwiazd, w porównaniu do setek miliardów w Drodze Mlecznej. W „oddolnym modelu” formowania się galaktyk duże galaktyki osiągnęły swój rozmiar
miliardy lat, wchłaniając ich mniejszych sąsiadów.
„Gdybyście obejrzeli film poklatkowy naszej galaktyki, zobaczylibyście chmarę krasnoludków galopujących wokół niej jak pszczoły wokół ula” - wyjaśnił Frebel. „Z biegiem czasu galaktyki te zderzyły się i zmieszały swoje gwiazdy, tworząc jedną wielką galaktykę - Drogę Mleczną”.
Jeśli galaktyki karłowate są rzeczywiście elementami składowymi większych galaktyk, wówczas w obu rodzajach galaktyk powinny znajdować się te same rodzaje gwiazd, szczególnie w przypadku starych gwiazd „ubogich w metale”. Dla astronomów „metale” są pierwiastkami chemicznymi cięższymi od wodoru lub helu. Ponieważ są one produktami ewolucji gwiezdnej, metale były rzadkie we wczesnym Wszechświecie, a więc stare gwiazdy bywają ubogie w metale.
Stare gwiazdy w halo Drogi Mlecznej mogą być wyjątkowo ubogie w metal, a ich obfitość w metal jest 100 000 razy uboższa niż w Słońcu, które jest typową młodszą, bogatą w metal gwiazdą. Ankiety z ostatniej dekady mają
jednak nie udało się znaleźć takich bardzo ubogich w metal gwiazd w galaktykach karłowatych.
„Droga Mleczna wydawała się mieć gwiazdy, które były znacznie bardziej prymitywne niż którakolwiek z gwiazd w którejkolwiek z galaktyk karłowatych” - mówi współautor Josh Simon z Obserwatoriów w Carnegie Institution. „Jeśli krasnolud
galaktyki były oryginalnymi składnikami Drogi Mlecznej, więc trudno zrozumieć, dlaczego nie miałyby podobnych gwiazd ”.
Zespół podejrzewał, że metody stosowane do znajdowania gwiazd ubogich w metale w galaktykach karłowatych były tendencyjne w sposób, który spowodował, że w badaniach brakowało gwiazd najbardziej ubogich w metal. Członek zespołu Evan Kirby, Caltech
astronom opracował metodę szacowania obfitości metali w dużej liczbie gwiazd jednocześnie, umożliwiając skuteczne wyszukiwanie najbardziej ubogich w metal gwiazd w galaktykach karłowatych.
„Było to trudniejsze niż znalezienie igły w stogu siana. Musieliśmy znaleźć igłę w stosie igieł - powiedziała Kirby. „Przeszukaliśmy setki kandydatów, aby znaleźć nasz cel.”
Wśród gwiazd, które znalazł w galaktyce karłowatej Rzeźbiarza, była jedna słaba plamka o jasności 18 jasności oznaczona S1020549. Spektroskopowe pomiary światła gwiazdy za pomocą teleskopu Carnegie Magellan-Clay w Las Campanas, Chile, wykazały, że jego obfitość metalu jest 6000 razy mniejsza niż Słońca; jest to pięciokrotnie niższa niż jakakolwiek inna gwiazda znaleziona do tej pory w galaktyce karłowatej.
Naukowcy zmierzyli całkowitą obfitość metalu w S1020549 z pierwiastków takich jak magnez, wapń, tytan i żelazo. Ogólny wzór obfitości przypomina wzorce starych gwiazd Drogi Mlecznej, co stanowi pierwsze poparcie obserwacyjne dla idei, że te galaktyczne gwiazdy powstały pierwotnie w galaktykach karłowatych.
Naukowcy oczekują, że dalsze poszukiwania odkryją dodatkowe gwiazdy ubogie w metale w galaktykach karłowatych, chociaż odległość i słabość gwiazd stanowią wyzwanie dla obecnych teleskopów optycznych. Następna generacja niezwykle dużych teleskopów optycznych, takich jak proponowany 24,5-metrowy gigantyczny teleskop Magellana, wyposażony w spektrografy o wysokiej rozdzielczości, otworzy nowe okno do badania wzrostu galaktyk poprzez chemię ich gwiazd.
Tymczasem, mówi Simon, niezwykle niska obfitość metali w badaniu S1020549 stanowi znaczący krok w kierunku zrozumienia, w jaki sposób nasza galaktyka została zbudowana. „Oryginalny pomysł, że halo mlecznego
Droga została uformowana przez zniszczenie wielu galaktyk karłowatych, wydaje się być słuszna. ”
Źródło: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
