Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε το πιο «καθαρό» άστρο που έχει εντοπιστεί ποτέ στο σύμπαν, το SDSS J0715-7334. Η ανακάλυψη έγινε με τη χρήση δεδομένων από το Sloan Digital Sky Survey-V (SDSS-V) και παρατηρήσεων στα τηλεσκόπια Magellan του Las Campanas Observatory στη Χιλή, που ανήκει στο Carnegie Science.
Αναζητώντας τα πρώτα άστρα του σύμπαντος
Επικεφαλής της έρευνας ήταν ο Alexander Ji από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο, πρώην υπότροφος των Carnegie Observatories, ενώ συμμετείχε και η αστροφυσικός του Carnegie, Juna Kollmeier, επικεφαλής του SDSS στην πέμπτη του γενιά. Η ομάδα εντόπισε ένα άστρο που ανήκει στη δεύτερη γενιά ουράνιων σωμάτων του σύμπαντος, τα οποία σχηματίστηκαν λίγα δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
«Αυτά τα παρθένα άστρα είναι παράθυρα στην αυγή των άστρων και των γαλαξιών», εξήγησε ο Ji. Ο ίδιος μετέφερε φοιτητές του στο Las Campanas για παρατηρήσεις, μοιραζόμενος μαζί τους, όπως είπε, την εμπειρία που τον έκανε να αγαπήσει την αστρονομία.
Η Μεγάλη Έκρηξη δημιούργησε το σύμπαν ως ένα θερμό μείγμα σωματιδίων, το οποίο σταδιακά ψύχθηκε και σχημάτισε ουδέτερο υδρογόνο. Οι πιο πυκνές περιοχές κατέρρευσαν βαρυτικά, οδηγώντας στη δημιουργία των πρώτων άστρων από καθαρό υδρογόνο και ήλιο.
Αυτά τα πρώτα άστρα έζησαν λίγο, αλλά δημιούργησαν νέα στοιχεία μέσα από πυρηνικές διεργασίες. Μετά τις εκρήξεις τους, τα στοιχεία αυτά διασκορπίστηκαν στο διάστημα, επιτρέποντας τον σχηματισμό νέων άστρων πλουσιότερων σε μέταλλα.
Η σημασία των σπάνιων άστρων
«Πρέπει να αναζητήσουμε αυτά τα αντικείμενα στη δική μας κοσμική γειτονιά», ανέφερε η Kollmeier. «Επειδή δεν μπορούμε ακόμη να παρατηρήσουμε μεμονωμένα άστρα από την αυγή του σύμπαντος, έρευνες όπως το SDSS-V έχουν σχεδιαστεί για να εντοπίζουν αυτές τις σπάνιες περιπτώσεις και να δοκιμάζουν τις θεωρίες μας».
Το Sloan Digital Sky Survey θεωρείται μία από τις πιο επιτυχημένες αστρονομικές αποστολές και, στην πέμπτη του φάση, συλλέγει εκατομμύρια φάσματα από όλο τον ουρανό, χρησιμοποιώντας τα τηλεσκόπια du Pont στη Χιλή και Apache Point στο Νέο Μεξικό.
Χάρη στα δεδομένα του SDSS-V, ο Ji και οι φοιτητές του εντόπισαν άστρα με ελάχιστη περιεκτικότητα σε βαριά στοιχεία. Στο Las Campanas, χρησιμοποίησαν τα τηλεσκόπια Magellan για υψηλής ανάλυσης φάσματα και επιβεβαίωσαν ότι το SDSS J0715-7334 αποτελεί το νέο «χρυσό πρότυπο» καθαρότητας άστρων.
Η συνεργασία των τηλεσκοπίων στη Χιλή
«Το οικοσύστημα των τηλεσκοπίων στο Las Campanas ήταν καθοριστικό για κάθε στάδιο αυτής της ανακάλυψης», δήλωσε ο Michael Blanton, Διευθυντής των Carnegie Observatories. Η έρευνα αξιοποίησε δύο από τα τέσσερα τηλεσκόπια του οργανισμού, δείχνοντας πώς η τεχνολογική καινοτομία μπορεί να ενισχύσει την επιστημονική ανακάλυψη.
Οι φοιτητές του Ji παρακολούθησαν τη διαδικασία συλλογής δεδομένων στο du Pont τηλεσκόπιο και την επόμενη νύχτα πραγματοποίησαν δικές τους παρατηρήσεις στο Magellan Clay. Μετά την ανακάλυψη, ο Ji προσαρμόσε το πρόγραμμα μαθημάτων ώστε οι φοιτητές να εμβαθύνουν στην ανάλυση του ευρήματος.
Ένα ρεκόρ καθαρότητας και μάθησης
Η Kollmeier σημείωσε πως «οι φοιτητές είχαν την ευκαιρία να ζήσουν την έρευνα ως μέρος της εκπαιδευτικής τους εμπειρίας», τονίζοντας τη σημασία τέτοιων προγραμμάτων για τη νέα γενιά αστρονόμων.
Η ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι το άστρο περιέχει λιγότερο από 0,005% των μετάλλων του Ήλιου, καθιστώντας το δύο φορές πιο «φτωχό» σε μέταλλα από τον προηγούμενο κάτοχο του ρεκόρ. Είναι επίσης 40 φορές πιο φτωχό σε σίδηρο από οποιοδήποτε άλλο γνωστό άστρο.
Με τη βοήθεια δεδομένων από την αποστολή Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, διαπιστώθηκε ότι το SDSS J0715-7334 βρίσκεται περίπου 80.000 έτη φωτός μακριά και προήλθε από άλλη περιοχή του διαστήματος, πριν ενσωματωθεί στον Γαλαξία μας.
«Η εκπαίδευση της επόμενης γενιάς αστρονόμων είναι ζωτικής σημασίας», κατέληξε ο Ji. «Η εμπειρία μου στο Carnegie υπήρξε καθοριστική και είμαι περήφανος που μπόρεσα να τη μεταδώσω στους φοιτητές μου στο Las Campanas».
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Astronomy
