Billedkredit: Harvard CfA
Nye beregninger fra et par Harvard-astronomer forudsiger, at de første “sollignende” stjerner i universet var alene; blottet for planeter eller liv. Efter at de eksploderede som supernovaer og frøede universet med tyngre materialer, dannede andre stjerner sig i stjernernes planteskoler. Den næste generation af stjerner svarede sandsynligvis i masse og sammensætning som vores egen sol, men der var ikke nok mineraler til at skabe stenede planeter som Jorden. Det tog en række supernovaer, før der var nok tungt materiale, som planeter kunne danne - sandsynligvis 500 millioner til 2 milliarder år efter Big Bang.
For de fleste mennesker husker udtrykket "Sollignende stjerne" billeder af en venlig, varm gul stjerne ledsaget af en retinue af planeter, der muligvis er i stand til at pleje livet. Men nye beregninger fra Harvard-astronomer Volker Bromm og Abraham Loeb (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), som blev annonceret i dag på det 203. møde i American Astronomical Society i Atlanta, viser, at de første sollignende stjerner var ensomme kugler bevæger sig gennem en univers uden planeter eller liv.
”Vinduet for livet åbnede engang mellem 500 millioner og 2 milliarder år efter Big Bang” siger Loeb. ”For milliarder af år siden var de første lavmasse stjerner ensomme steder. Årsagen til den ungdommelige ensomhed er indlejret i historien om vores univers. ”
I begyndelsen
Den allerførste generation af stjerner var slet ikke som vores sol. De var hvide-varme, massive stjerner, der var meget kortvarige. Brændende i kun et par millioner år kollapsede de og eksploderede som strålende supernovaer. Disse allerførste stjerner begyndte podeprocessen i universet og spredte vitale elementer som kulstof og ilt, der fungerede som planetariske byggesten.
”Tidligere har jeg med Lars Hernquist og Naoki Yoshida (også på CfA) simuleret de første supernovaeksplosioner for at beregne deres udvikling og hvor meget tunge elementer (elementer, der er tungere end brint eller helium), de producerede,” siger Bromm. "I dette arbejde har Avi Loeb og jeg bestemt, at en enkelt første generation af supernovaer kunne producere nok tunge elementer til, at de første sollignende stjerner kan dannes."
Bromm og Loeb viste, at mange anden generation af stjerner havde størrelser, masser og dermed temperaturer, der svarer til vores sol. Disse egenskaber skyldtes den afkølende påvirkning af kulstof og ilt, da stjernerne dannede sig. Selv elementale overflader på så lavt som en ti tusindedel af dem, der findes i solen, viste sig at være tilstrækkelige til at lade mindre, lavmasse stjerner som vores sol blive født.
Alligevel forbød de samme lave forekomster, at stenede planeter dannes omkring de første sollignende stjerner på grund af mangel på råvarer. Først efterhånden som flere generationer af stjerner levede, døde og berikede det interstellare medium med tunge elementer, blev planternes fødsel og selve livet mulig.
”Livet er et nyere fænomen,” udtaler Loeb utvetydigt. ”Vi ved, at det krævede mange supernovaeksplosioner at gøre alle de tunge elementer, vi finder her på Jorden og i vores sol og vores kroppe.”
Nyere observationsbeviser bekræfter deres fund. Undersøgelser af kendte ekstrasolære planeter har fundet en stærk sammenhæng mellem tilstedeværelsen af planeter og overflod af tunge elementer ("metaller") i deres stjerner. Det vil sige, en stjerne med højere metallicitet og mere tunge elementer er mere tilbøjelige til at besidde planeter. Omvendt, jo lavere en stjernes metallicitet, desto mindre sandsynligt er det at have planeter.
”Vi er lige begyndt at undersøge metallicitetstærsklen for planetdannelse, så det er svært at sige, hvornår præcist vinduet for livet åbnede. Men klart, vi er heldige, at metalliciteten i det stof, der fødte vores solsystem, var højt nok til, at Jorden kunne dannes, ”siger Bromm. ”Vi skylder vores eksistens på en meget direkte måde til alle stjerner, hvis liv og død gik forud for dannelsen af vores sol. Og denne proces begyndte lige efter Big Bang med de allerførste stjerner. Efterhånden som universet udviklede sig, frøede det sig gradvist med alle de tunge elementer, der var nødvendige for planeter og liv til at dannes. Universets udvikling var således en trin for trin, der resulterede i en stabil G-2-stjerne, der var i stand til at opretholde livet. En stjerne, vi kalder Solen. ”
Original kilde: Harvard CfA News Release
